JP2864244B2 - Pigments for color toners with functional thin film coating - Google Patents

Pigments for color toners with functional thin film coating

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JP2864244B2
JP2864244B2 JP63119162A JP11916288A JP2864244B2 JP 2864244 B2 JP2864244 B2 JP 2864244B2 JP 63119162 A JP63119162 A JP 63119162A JP 11916288 A JP11916288 A JP 11916288A JP 2864244 B2 JP2864244 B2 JP 2864244B2
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鋭機 竹島
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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、顔料粉末の表面に金属または金属の酸化物
の薄膜をスパッタリング法によってドライコーテイング
することによって顔料自体の機能性(分散性,帯電特性
等)を改善し、電子写真,静電記録および静電印刷等に
おける静電荷像を現像するのに好適に使用できるカラー
トナー用顔料に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to the functionality (dispersion, charging) of a pigment itself by dry-coating a thin film of a metal or a metal oxide on the surface of a pigment powder by a sputtering method. The present invention relates to a pigment for a color toner which has improved characteristics and can be suitably used for developing an electrostatic image in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing and the like.

〔従来の技術および問題点〕 顔料は、主に着色材および材料の物性改良材として、
塗料,インキ,ゴム,プラスチック,化粧品,カラー電
子写真法のカラートナーなどに広範に使用されている。
いずれの場合も顔料自体は他の媒体に分散されてその機
能を発揮する。顔料自身並びにその媒体への分散状態が
材料に及ぼす機能上の影響として、色,隠ぺい力,流動
性,貯蔵安定性,光沢,耐候性,耐薬品性,基材との付
着力,防水性などがある。電子写真法ではさらに静電特
性が要求される。
[Prior art and problems] Pigments are mainly used as colorants and materials for improving physical properties of materials.
It is widely used in paints, inks, rubber, plastics, cosmetics, color toners for color electrophotography, and the like.
In each case, the pigment itself is dispersed in another medium to exhibit its function. Color, hiding power, fluidity, storage stability, gloss, weather resistance, chemical resistance, adhesion to base material, waterproofing, etc. There is. Electrophotography further requires electrostatic characteristics.

従来より、このような顔料の機能向上を目的として、
含水アルカリ処理,含水アルミナ−シリカ処理,含水ア
ルミナ−チタニア処理やシランカップリング処理などの
表面改質が行われている。
Conventionally, for the purpose of improving the functions of such pigments,
Surface modification such as hydrated alkali treatment, hydrated alumina-silica treatment, hydrated alumina-titania treatment and silane coupling treatment has been performed.

また最近では、数10μmの大きさのナイロン粉末の表
面に微細な酸化チタニウム粒子を打ち込んだ複合粉体が
日焼け止め用の化粧用クリーム中に添加され実用化され
ている。また、0.1μm厚さの雲母の上に酸化チタニウ
ム粒子を隙間なくはりつけた複数粉体も同様の用途に使
用されている。
Recently, a composite powder obtained by driving fine titanium oxide particles into the surface of a nylon powder having a size of several tens of μm has been added to a cosmetic cream for sunscreen and put into practical use. Further, a plurality of powders in which titanium oxide particles are adhered to a mica having a thickness of 0.1 μm without gaps are also used for the same purpose.

含水アルミナ処理や含水アルミナ−シリカ処理等によ
って顔料表面を改質する場合、該被覆処理後に150℃〜7
00℃の種々の温度域で加熱・乾燥が通常行なわれるが、
そのさいに、加熱温度が高くなるほど顔料の有する各種
の特性が多少とも変化することは避けられない。また、
処理原料中のSO4 2-やCl-などの不純物質が顔料中に残留
することによって、顔料の有する特性や結晶構造に影響
を与えることもある。
When the pigment surface is modified by hydrated alumina treatment or hydrated alumina-silica treatment, etc.
Heating and drying are usually performed in various temperature ranges of 00 ° C,
At this time, it is inevitable that various properties of the pigment are slightly changed as the heating temperature increases. Also,
Impurities such as SO 4 2− and Cl 2 in the raw material to be processed remain in the pigment, which may affect the properties and crystal structure of the pigment.

また、顔料が塗料やプラスチックの中に分散されて使
用される場合、必ずしも顔料の表面と塗料やプラスチッ
クとが強固に接合しているわけではない。もし、顔料と
その媒体との間で化学的な結合力をもつような顔料が得
られれば顔料の特性が長い間劣化しないようにすること
ができるであろう。
Further, when a pigment is used by being dispersed in a paint or plastic, the surface of the pigment is not necessarily firmly bonded to the paint or plastic. If a pigment is obtained that has a chemical bond between the pigment and its medium, the properties of the pigment will not be degraded for a long time.

さらに、カラーコピー用トナーの顔料としてはイエロ
ー,マゼンタおよびシアン等の原色顔料が用いられ、こ
のような顔料に対してポリスチレン樹脂,スチレン−プ
ロピレン共重合樹脂,ポリ塩化ビニル樹脂などを結着樹
脂として配合し、また、鉄,コバルト,ニッケル等或い
はこれらの合金や混合物を磁性材料として混入させるか
或いはキャリヤーとして使用し、アルキルサリチル酸の
金属キレート等の荷電制御剤などが混合されるなど、複
雑な形態の粒子として使用される。この場合、帯電量分
布が均一で安定し、長期に使用した場合でも初期の特性
を維持し、帯電特性が変化しないことはもとより、分散
性に優れ温度や湿度の変化によって影響を受けないもの
であることが要求される。
Furthermore, primary color pigments such as yellow, magenta and cyan are used as pigments for color copying toners, and polystyrene resins, styrene-propylene copolymer resins, polyvinyl chloride resins, etc. are used as binder resins for such pigments. Compounding, complex forms such as mixing iron, cobalt, nickel, etc. or alloys or mixtures thereof as a magnetic material or using it as a carrier and mixing a charge control agent such as a metal chelate of alkylsalicylic acid Used as particles. In this case, the charge amount distribution is uniform and stable, the initial characteristics are maintained even when used for a long time, and the charge characteristics do not change, as well as excellent dispersibility and are not affected by changes in temperature or humidity. It is required that there be.

〔発明の目的〕[Object of the invention]

本発明は、従来の顔料表面の改質法では避けられなか
ったような顔料自身の特性の変化を防止し且つ顔料自身
にカラートナーとして使用するうえで要求される各種の
機能を恒久的に具備させることを目的としてなされたも
のである。
The present invention prevents a change in the properties of the pigment itself, which cannot be avoided by the conventional method for modifying the surface of the pigment, and has the various functions required for the pigment itself to be used as a color toner. This is done for the purpose of causing

〔発明の要旨〕[Summary of the Invention]

本発明は、顔料粉末の表面に、厚みが10〜100Åのチ
タニウム,アルミニウム,ケイ素またはこれらの酸化物
のいずれか一種または二種以上の組み合わせからなる金
属またはその金属の酸化物の極薄ドライコーテイングを
スパッタリング法によって施したカラートナー用顔料を
提供するものである。すなわち本発明は、従来の含水ア
ルミナ処理や含水アルミナ−シリカ処理などの顔料の表
面改質手段に代えて、スパッタリング法によるドライコ
ーテイング技術を採用して100℃以下の低温度下で顔料
の表面改質を行うことによって、前記の目的を達成した
ものである。
The present invention provides an ultra-thin dry coating of a metal consisting of titanium, aluminum, silicon or one or a combination of two or more of these oxides having a thickness of 10 to 100 mm on the surface of a pigment powder, or an oxide of the metal. Provided by a sputtering method. That is, the present invention employs a dry coating technique by a sputtering method in place of the conventional pigment surface modification means such as hydrated alumina treatment or hydrated alumina-silica treatment to modify the pigment surface at a low temperature of 100 ° C. or less. The above objectives have been achieved by performing quality.

〔発明の詳述〕 本発明者らは、含水アルミナ処理や含水アルミナ−シ
リカ処理などの表面改質処理を行なっていない未処理の
有機または無機顔料に対して、同一出願人に係る特願昭
61−93223(昭和61年4月24日出願、超微粉末に被覆す
る方法と装置)に示す方法と装置を用いて、種々の金属
または金属酸化物をスパッタリング法でコーティングす
ることを種々試みた。この実験により以下に述べるよう
な、いろんな事実が判明した。
[Detailed Description of the Invention] The present inventors have applied to a patent application No.
Various attempts were made to coat various metals or metal oxides by the sputtering method using the method and apparatus shown in 61-93223 (filed on April 24, 1986, method and apparatus for coating ultrafine powder). . This experiment has revealed various facts as described below.

ドライコーテイングにあたっては、予めアルゴン雰囲
気の減圧下(10-2Tor.程度)で10分間逆スパッタリング
を行なって顔料の表面を活性化しておくとドライコーテ
イングの密着性が良くなる。ドライコーテイングを施し
たあとは、好ましくはビニルトリメトキシシランのエタ
ノール溶液中に投入し、超音波ホモジナイザーで数分
間、室温で分散処理した後、ロータリーエバポレーター
を用いて50℃前後でエタノールを除去し、乾燥するとい
う一連のプロセスによって本発明に係るカラートナー用
顔料をはじめとする各種機能性薄膜コーティングをもつ
顔料が得られる。
In dry coating, if the surface of the pigment is activated by performing reverse sputtering for 10 minutes under a reduced pressure (about 10 -2 Tor.) In an argon atmosphere, the adhesion of the dry coating is improved. After applying the dry coating, preferably put into an ethanol solution of vinyltrimethoxysilane, for several minutes with an ultrasonic homogenizer, and subjected to dispersion treatment at room temperature, using a rotary evaporator to remove ethanol at about 50 ℃, By a series of processes of drying, a pigment having various functional thin film coatings including the pigment for a color toner according to the present invention is obtained.

この薄膜コーティング技術の対象とすることのできる
無機顔料としては、クレーや雲母のような天然品,黄
鉛,バリウム黄,紺青,カドミウム黄,硫酸鉛,ストロ
ンチウムクロメート,ケイ酸カルシウム,炭酸カルシウ
ム,カーボンブラック,アルミニウム粉などのクロム酸
塩,フェロシアン化物,硫化物,硫酸塩,酸化物,ケイ
酸塩,短酸塩,炭素および金属粉などの合成品等が挙げ
られる。これらの顔料の製造法としては機械粉砕,熱分
解,沈澱,沈澱−焼成,固溶,還元,電解,凝固および
噴霧などの方法がある。
Inorganic pigments that can be the subject of this thin film coating technology include natural products such as clay and mica, graphite, barium yellow, navy blue, cadmium yellow, lead sulfate, strontium chromate, calcium silicate, calcium carbonate, carbon Chromates such as black and aluminum powder, ferrocyanides, sulfides, sulfates, oxides, silicates, short acid salts, and synthetic products such as carbon and metal powders. Methods for producing these pigments include methods such as mechanical pulverization, thermal decomposition, precipitation, precipitation-calcination, solid solution, reduction, electrolysis, coagulation and spraying.

また前記薄膜コーティング技術の対象とすることので
きる有機顔料としては、ハンザイエロー3G,レーキレッ
ドC,パーマネントレッド4R,パーマネントカーミンFB,ベ
ンジジンエローG,ナフトールAS−D,ファーストレッドIT
Rなどのアゾ系顔料,フタロシアニンブルー,フタロシ
アニングリーンなどのフタロシアニン系顔料,2,9−ジク
ロルキナクリドン,6,13−ジヒドロキナクリドン,キナ
クリドン・キノン,シス・キナクリドンなどのキナクリ
ドン系顔料のほか、インダンスロン系顔料,ペリレン系
顔料,アントラピラゾール系顔料またはペリノン系原料
などが挙げられる。また電子写真用のカラートナーの場
合には、カラートナーに好適な公知のあらゆる顔料を対
象とすることができる。
Organic pigments that can be the subject of the thin film coating technology include Hansa Yellow 3G, Lake Red C, Permanent Red 4R, Permanent Carmine FB, Benzidine Yellow G, Naphthol AS-D, Fast Red IT
Azo pigments such as R; phthalocyanine pigments such as phthalocyanine blue and phthalocyanine green; quinacridone pigments such as 2,9-dichloroquinacridone, 6,13-dihydroquinacridone, quinacridone quinone, and cis quinacridone; Ron-based pigments, perylene-based pigments, anthrapyrazole-based pigments and perinone-based raw materials are exemplified. In the case of a color toner for electrophotography, any known pigment suitable for a color toner can be used.

かような顔料をスパッタリング装置に装入して金属ま
たは金属酸化物のドライコーテイングを施すさいに、そ
のコーテイング膜厚を10Åから100Å程度に調節するこ
とが望ましい。10Å以下ではドライコーテイングによる
機能性付与の効果が出にくく、かつ均一コーテイングも
難しい。他方、100Åを越えるような膜厚とすると、顔
料の一次粒径が小さいものでは100Å程度のものもある
こと、厚膜コーテイングの場合には時間もかかりコスト
も高くつくし、顔料自身の特性がドライコーテイング膜
によって隠蔽されてしまうこともあること等から100Å
以下の極薄膜のドライコーテイングを施すのがよい。
When such a pigment is charged into a sputtering apparatus and subjected to dry coating of metal or metal oxide, it is desirable to adjust the coating film thickness to about 10 to 100 °. When the thickness is less than 10 mm, it is difficult to obtain the effect of imparting functionality by dry coating, and it is also difficult to achieve uniform coating. On the other hand, if the film thickness exceeds 100 mm, the primary particle size of the pigment may be as small as about 100 mm, and in the case of thick film coating, it takes time and costs, and the characteristics of the pigment itself are dry. 100Å because it may be concealed by the coating film
It is preferable to apply the following ultra-thin dry coating.

ドライコーテイングする金属または金属酸化物として
は、特にチタニウム,アルミニウムまたはケイ素、或い
はこれらの酸化物が好ましい。実際には、チタニウム,
アルミニウムまたはケイ素を各種顔料表面にドライコー
テイングして強固な金属薄膜を形成させると、この金属
コーテイング処理後に空気中で取り扱うさいに、いずれ
の金属表面も約10Å程度の極薄酸化膜でおおわれること
になる。この酸化膜によってもさらに機能性が付与され
る。
The metal or metal oxide to be dry-coated is particularly preferably titanium, aluminum or silicon, or an oxide thereof. In fact, titanium,
When aluminum or silicon is dry-coated on the surface of various pigments to form a strong metal thin film, any metal surface must be covered with an ultra-thin oxide film of about 10 mm before handling in air after this metal coating treatment. become. Functionality is further provided by this oxide film.

例えば、酸化チタニウムの場合には紫外線の屈折率が
大きいので、顔料自体の耐紫外線性を向上させることが
できるし、顔料自身に電子写真に必要な静電特性を付与
することもできる。酸化アルミニウムの場合には赤外線
の反射特性と樹脂との相溶性を付与し得るし、また、酸
化ケイ素の場合には耐候性および耐薬品性を向上させる
ことができる。このような機能はドライコーテイングの
後に酸化膜を形成させる処法のほか、酸化チタニウム,
酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素自身をドライコーテ
イングすることによっても達成される。かような酸化物
のドライコーテイングは、ターゲットには金属を使用し
スパッタリング雰囲気に適量の酸素を存在させておくこ
とによって行うのが便宜である。
For example, in the case of titanium oxide, since the refractive index of ultraviolet light is large, the ultraviolet light resistance of the pigment itself can be improved, and the pigment itself can be provided with electrostatic characteristics required for electrophotography. In the case of aluminum oxide, it is possible to impart compatibility between infrared ray reflection characteristics and a resin, and in the case of silicon oxide, it is possible to improve weather resistance and chemical resistance. Such functions include a method of forming an oxide film after dry coating, titanium oxide,
This can also be achieved by dry-coating aluminum oxide or silicon oxide itself. Dry coating of such an oxide is conveniently performed by using a metal as a target and allowing an appropriate amount of oxygen to exist in a sputtering atmosphere.

また前記のコーテイング材料のほか、亜鉛および酸化
亜鉛のコーテイングによる耐紫外線性の向上、銅および
酸化銅,マンガンおよび二酸化マンガン,コバルトおよ
び酸化コバルトなどのコーテイングによる熱線吸収膜の
形成を図ることができる。さらには、硫化亜鉛,硫化
銅,硫化コバルト等の硫化物のコーテイングよる赤外線
吸収膜の形成などを図ることも可能である。また、異種
材料の複合ドライコーテイングを施して諸特性を併せて
発揮させることも可能である。
In addition to the above-mentioned coating materials, it is possible to improve the ultraviolet resistance by coating with zinc and zinc oxide, and to form a heat ray absorbing film by coating with copper and copper oxide, manganese and manganese dioxide, cobalt and cobalt oxide. Further, it is also possible to form an infrared absorbing film by coating a sulfide such as zinc sulfide, copper sulfide, and cobalt sulfide. In addition, it is also possible to apply a composite dry coating of different materials so as to exhibit various characteristics.

なお、このような薄膜ドライコーテイングを施した顔
料に対しても多くの用途において公知のシランカップリ
ング処理を有効に適用することができる。シランカップ
リング処理としては、水溶液法,有機溶媒法またはスプ
レー法のいずれも可能であるが、有機溶媒法が速乾性の
点で最も好ましい。使用するシランカップリング剤とし
ては、アミノシラン,メチルトリメトキシシラン,メチ
ルトリエトキシシラン,ビニルトリメトキシシラン,γ
−クロロプロピルメチルジメトキシシラン,N−β−(N
−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピル
トリメトキシシラン塩酸塩などがあるが、顔料を適用す
る塗料やプラスチックの樹脂の種類によってその適否を
決めればよい。ただし、本発明のように顔料を電子写真
用に適用する場合には、シランカップリング処理は特に
施さなくてもよい。
It should be noted that a known silane coupling treatment can be effectively applied to pigments having such a thin film dry coating in many applications. As the silane coupling treatment, any of an aqueous solution method, an organic solvent method, and a spray method can be used, but the organic solvent method is most preferable in terms of quick drying. Examples of the silane coupling agent used include aminosilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and γ.
-Chloropropylmethyldimethoxysilane, N-β- (N
-Vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride and the like, but its suitability may be determined depending on the type of paint or plastic resin to which the pigment is applied. However, when the pigment is applied for electrophotography as in the present invention, the silane coupling treatment need not be particularly performed.

以上のような薄膜コーティング技術を適用して、顔料
の改質を図ったいくつかの参照実験例を以下に示す。
Some examples of reference experiments in which pigments are modified by applying the thin film coating technique as described above are shown below.

〔参考実験例1〕 市販されている米国デュポン社製のシンカシャレッド
B(赤色顔料)2gを、特願昭61−93223号(昭和61年4
月24日出願、超微粉末に被覆する方法と装置)に示すス
パッタリング装置によってチタニウムのコーテイングを
行った。コーテイングにあたっては、予めアルゴン雰囲
気下、2×10-2Tor.の減圧で、出力100Wで10分間の逆ス
パッタリングを行って、顔料の表面を活性化した後、引
続きチタニウムのターゲットを用いて、出力300W,顔料
温度100℃の条件で3時間スパッタリングを行った。こ
れにより、シンカシャレッドBの表面に約50Åのチタニ
ウムのドライコーテイングが施された。
REFERENCE EXPERIMENTAL EXAMPLE 1 2 g of commercially available Shinkasha Red B (red pigment) manufactured by DuPont of the United States was applied to Japanese Patent Application No. 61-93223 (April 1986).
Method and Apparatus for Coating Ultrafine Powder, filed on March 24), and the titanium was coated. Before coating, the surface of the pigment was activated by performing reverse sputtering at a power of 100 W for 10 minutes under a reduced pressure of 2 × 10 -2 Tor. In an argon atmosphere, and then using a titanium target. Sputtering was performed under the conditions of 300 W and a pigment temperature of 100 ° C. for 3 hours. As a result, a dry coating of about 50 ° of titanium was applied to the surface of Shinkasha Red B.

スパッタリング終了後、処理済粉末を冷却して装置か
ら取り出し、1wt.%メチルトリメトキシシラン−エタノ
ール溶液100mlの中に投入し、超音波ホモジナイザー
(出力300W)を用いて室温で10分間分散処理した後、ロ
ータリーエバポレーターで50℃加熱下でエタノールを分
留除去して薄膜コーティングをもつ顔料を得た。
After the completion of the sputtering, the treated powder is cooled, taken out of the apparatus, put into a 1 wt.% Methyltrimethoxysilane-ethanol solution (100 ml), and subjected to dispersion treatment at room temperature for 10 minutes using an ultrasonic homogenizer (output: 300 W). The ethanol was distilled off under heating at 50 ° C. using a rotary evaporator to obtain a pigment having a thin film coating.

得られた顔料を、フタル酸とポリオールとの縮合物お
よび架橋剤のメラミン樹脂からなる熱硬化性のポリエス
テル系塗料100g中に、三井三池化工(株)製のアトライ
ターを用いて混合した。
The obtained pigment was mixed with 100 g of a thermosetting polyester paint composed of a condensate of phthalic acid and a polyol and a melamine resin as a crosslinking agent, using an attritor manufactured by Mitsui Miike Kako Co., Ltd.

この塗料を、リン酸塩処理を行ったミニマイズドスパ
ングル溶融亜鉛鉄板(板厚:0.35mm、亜鉛付着量:両面
で350g/m2)にエポキシ樹脂系のプライマーを塗装しこ
れを190℃で30秒間焼付けてなるプライマー塗装面の上
に、乾燥塗膜厚で15μmになるように230℃で60秒間の
塗装・焼付けを行った。これにより赤色のポリエステル
塗装亜鉛鉄板を得た。
This paint is coated on a phosphate-treated minimized spangled molten zinc-iron plate (thickness: 0.35 mm, zinc adhesion amount: 350 g / m 2 on both sides) with an epoxy resin-based primer. Coating and baking were performed at 230 ° C. for 60 seconds on the primer coated surface baked for 2 seconds at a dry film thickness of 15 μm. As a result, a red polyester-coated zinc iron plate was obtained.

この塗装鋼板の耐紫外線性を、対照例として市販まま
のシンカシャレッドBを用いた以外は前記同様にして塗
装して得た塗装鋼板のものと対比しながら、JIS A 1410
に定める屋外暴露試験法(南面35度取付け、於:千葉県
市川市高谷新町7の1)によって評価した。すなわち、
暴露試験2年後の光沢および色差をJIS Z 8741およびJI
S Z 8730に基づいて調査した。
The UV resistance of this coated steel sheet was compared with that of a coated steel sheet obtained by coating in the same manner as above except that Shinkasha Red B, which was commercially available, was used as a control.
The evaluation was made according to the outdoor exposure test method specified in (1), attached to the south surface at 35 degrees, at 7-1, Takayashinmachi, Ichikawa City, Chiba Prefecture. That is,
Gloss and color difference after 2 years of exposure test were measured according to JIS Z 8741 and JI
Investigated based on SZ 8730.

その結果、上記薄膜コーティングが施された顔料を用
いた塗装鋼板の光沢は初期光沢の80%を保持しており、
色差はΔEで2であった。これに対して市販のままのシ
ンカシャレッドBを用いた対照例の塗装鋼板の光沢は初
期光沢の50%までに低下し、色差もΔEで4まで変化し
ていた。
As a result, the gloss of the coated steel plate using the pigment coated with the thin film has maintained 80% of the initial gloss,
The color difference was ΔE = 2. On the other hand, the gloss of the coated steel sheet of the control using the commercially available Shinkasha Red B was reduced to 50% of the initial gloss, and the color difference was also changed to 4 in ΔE.

〔参考実験例2〕 菊地色素(株)製の黄鉛(商品名:サンクロムイエロ
ーGK470)4gの表面を参考実験例1と同じ装置を用いて
ケイ素のスパッタリングコーテイングを行った。スパッ
タリングの条件はケイ素のターゲットを用い、出力500
W,顔料の温度100℃で1時間処理して約100Åの膜厚のケ
イ素コーテイングができた。
REFERENCE EXPERIMENTAL EXAMPLE 2 A surface of 4 g of graphite (trade name: Sanchrome Yellow GK470) manufactured by Kikuchi Seiyaku Co., Ltd. was subjected to silicon sputtering coating using the same apparatus as in Reference Experimental Example 1. Sputtering conditions used a silicon target, output 500
W, treated at a pigment temperature of 100 ° C. for 1 hour to form a silicon coating having a thickness of about 100 °.

スパッタリング終了後、冷却して装置から取り出し、
1wt.%ビニルトメトキシシラン−エタノール溶液100ml
中に投入し、スクリュー式撹拌機を用いて室温で10分間
良く撹拌して分散処理を行った。その後、ロータリーエ
バポレーターで50℃に加熱してエタノールを分留除去
後、さらに空気中で100℃で10分間加熱して、薄膜コー
ティングをもつ顔料を得た。
After the end of sputtering, cool and remove from the equipment,
1wt.% Vinyltomethoxysilane-ethanol solution 100ml
The mixture was stirred well at room temperature for 10 minutes using a screw stirrer to perform dispersion treatment. Thereafter, the mixture was heated to 50 ° C. with a rotary evaporator to remove ethanol by distillation, and further heated in air at 100 ° C. for 10 minutes to obtain a pigment having a thin film coating.

得られた顔料を、ジオクチルフタレート(DOP)40g,
塩化ビニル樹脂100g,希釈溶剤40gからなる塩化ビニルプ
ラスチゾル塗料中に添加し、良く混合して分散した。
The obtained pigment was treated with 40 g of dioctyl phthalate (DOP),
It was added to a vinyl chloride plastisol paint consisting of 100 g of vinyl chloride resin and 40 g of a diluting solvent, mixed well and dispersed.

この塗料を、クロム酸処理を行ったミニマイズドスパ
ングル溶融亜鉛鉄板(板厚:0.35mm、亜鉛付着量:両面
で305g/m2)にアクリル変性エポキシ樹脂系のプライマ
ーを塗装して230℃で60秒間焼付けてなるプライマー塗
装面の上に、乾燥塗膜圧で200μmになるように210℃で
80秒間で塗装焼付けし、黄色の塩化ビニル塗装亜鉛鉄板
を得た。
This paint is coated on a chromic acid-treated minimized spangled molten zinc-iron plate (thickness: 0.35 mm, zinc adhesion amount: 305 g / m 2 on both sides) with an acrylic-modified epoxy resin-based primer, and heated at 230 ° C for 60 minutes. On the primer coated surface baked for 2 seconds, at 210 ℃ so that the dry coating pressure is 200μm
The paint was baked for 80 seconds to obtain a yellow zinc-coated zinc chloride sheet.

この塗装鋼板の耐紫外線性を、対照例として市販まま
の黄鉛を用いた以外は前記同様にして塗装して得た塗装
鋼板のものと対比しながら、参考実験例1と同様の屋外
暴露試験に供して暴露試験2年後の光沢および色差を参
考実験例1と同様に評価した。
An outdoor exposure test similar to that of Reference Experimental Example 1 was performed by comparing the UV resistance of the coated steel sheet with that of a coated steel sheet obtained by coating in the same manner as described above except that commercially available graphite was used as a control. The gloss and color difference two years after the exposure test were evaluated in the same manner as in Reference Experimental Example 1.

その結果、上記薄膜コーティングが施された顔料を用
いた塗装鋼板の光沢は初期光沢の70%を保持しており、
色差はΔEで4であった。これに対して市販ままの黄鉛
を用いた対照例の塗装鋼板の光沢は初期光沢の40%まで
に低下し、色差もΔEで7まで変化していた。
As a result, the gloss of the coated steel plate using the pigment with the thin film coating is maintained at 70% of the initial gloss,
The color difference was 4 in ΔE. On the other hand, the gloss of the coated steel sheet of the control example using as-commercial graphite was reduced to 40% of the initial gloss, and the color difference was also changed to 7 in ΔE.

該試験において、市販の黄鉛を使用した対照例では変
色が顕著であったが、これは、塩化ビニル樹脂が紫外線
で劣化して分解してゆく過程で塩化水素が副生し、この
塩化水素が黄鉛と反応して白色の塩化鉛に変化させたた
めであろうと考えられる。上記薄膜コーティングが施さ
れた顔料を用いた塗装鋼板では変色が少ないのは、上記
方法に従ってケイ素でドライコーテイングされた黄鉛
は、このドライコーテイング薄層が塩化水素との反応を
防止する機能を有するからであると考えられる。
In the test, discoloration was remarkable in the control example using commercially available graphite. This was because hydrogen chloride was produced as a by-product in the process of degradation and decomposition of the vinyl chloride resin by ultraviolet rays. It is thought that this was caused by the reaction with yellow lead to change to white lead chloride. There is little discoloration in the coated steel sheet using the pigment coated with the thin film, and the graphite dry-coated with silicon according to the above method has the function of preventing the dry-coated thin layer from reacting with hydrogen chloride. It is considered that

〔参考実験例3〕 市販されている東洋インキ(株)製のフタロシアニン
ブルーNo.700の2gの表面に、参考実験例1と同じ装置を
用いて、アルミニウムのスパッタリングコーテイング処
理を行った。スパッタリングの条件は、アルミニウムタ
ーゲットを用い、出力500W,顔料の温度50℃,雰囲気は3
0%酸素を含むアルゴンガス中として、10分間処理し
た。これによって該顔料表面に約10Åの膜厚の酸化アル
ミニウムのコーテイングが施された。
Reference Experimental Example 3 A surface of 2 g of commercially available phthalocyanine blue No. 700 manufactured by Toyo Ink Co., Ltd. was subjected to aluminum sputtering coating treatment using the same apparatus as in Reference Experimental Example 1. The sputtering conditions were as follows, using an aluminum target, output 500W, pigment temperature 50 ° C, atmosphere 3
The treatment was performed for 10 minutes in an argon gas containing 0% oxygen. As a result, an aluminum oxide coating having a film thickness of about 10 ° was applied to the pigment surface.

スパッタリング終了後、冷却して装置から取り出し1w
t.%のアミノシラン−メタノール溶液100ml中に投入
し、超音波ホモジナイザーを用いて出力300Wで10分間分
散処理した。処理後、ロータリーエバポレーターで50℃
に加熱してエタノールを分留除去後、さらに空気中で10
0℃で10分間加熱して薄膜コーティングをもつ顔料を得
た。
After sputtering, cool and remove from the equipment 1w
The solution was put into 100 ml of a t.% aminosilane-methanol solution, and subjected to dispersion treatment at 300 W for 10 minutes using an ultrasonic homogenizer. After processing, use a rotary evaporator at 50 ° C
To remove ethanol by distillation, and then further in air
Heating at 0 ° C. for 10 minutes gave a pigment with a thin film coating.

得られた顔料を、出光石油化学(株)製の無水マレイ
ン酸変性ポリプロピレン(商品名:ポリタック)100g中
に練り込んだ。練り込みはスクリュー式の押し出し機を
用いて行った。そして成形機によって100μm厚,300mm
幅のシートを作成し、このシートを、クロム酸処理を行
った亜鉛鉄板(板厚0.5mm、亜鉛付着量100g/mm)の上
に、250℃で10分間ホットプレスで付着した。
The obtained pigment was kneaded into 100 g of maleic anhydride-modified polypropylene (trade name: Polytac) manufactured by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. The kneading was performed using a screw-type extruder. And 100μm thickness, 300mm by molding machine
A sheet having a width was prepared, and this sheet was adhered to a chromic acid-treated zinc-iron plate (sheet thickness 0.5 mm, zinc adhesion amount 100 g / mm) by hot pressing at 250 ° C. for 10 minutes.

このフィルム積層鋼板を、対照例として市販のままの
フタロシアニンブルーを用いた以外は前記同様にして作
製したフィルム積層鋼板と対比しながら、参考実験例1
と同様の屋外暴露試験に供して暴露試験2年後の光沢お
よび色差を参考実験例1と同様に評価した。また試験の
途中で、真昼の太陽光照射時の鋼板温度を両者同一の条
件で測定したところ対照例の鋼板では80℃まで表面温度
が上昇したが同じ条件で上記薄膜コーティングが施され
た顔料を用いた鋼板では70℃までしか上昇しなかった。
Reference Example 1 was compared with a film-laminated steel sheet prepared in the same manner as described above except that phthalocyanine blue, which was commercially available, was used as a control example.
And the gloss and color difference two years after the exposure test were evaluated in the same manner as in Reference Example 1. In the middle of the test, the temperature of the steel sheet during sunlight irradiation at midday was measured under the same conditions, and as a result, the surface temperature of the steel sheet of the control increased to 80 ° C. The steel plate used only rose to 70 ° C.

2年後の屋外暴露試験の結果は、上記薄膜コーティン
グが施された顔料を用いた鋼板では光沢は初期光沢の70
%を保持し、ΔEは3であった。これに対して対照例の
ものは、光沢は初期光沢の60%に低下し、色差はΔEで
5であった。
The results of the outdoor exposure test two years later showed that the steel sheet using the pigment coated with the thin film had an initial gloss of 70.
%, And ΔE was 3. In contrast, the control had a gloss reduced to 60% of the initial gloss and a color difference of 5 at ΔE.

このような差が現れたのは、上記薄膜コーティングが
施された顔料を用いたものは酸化アルミニウムのドライ
コーテイング皮膜が熱線を表面から反射する機能を有す
る結果、フィルム層の温度上昇を抑制でき、これが熱劣
化の進行を阻止して変色を抑制し得たものと考えられ
る。
Such a difference appeared because, in the case of using the pigment coated with the thin film, the dry coating film of aluminum oxide has a function of reflecting the heat rays from the surface, so that the temperature rise of the film layer can be suppressed, It is considered that this was able to prevent the progress of thermal deterioration and suppress discoloration.

次に、前記薄膜コーティング技術をカラートナー用顔
料に適用した本発明の実施例を示す。
Next, examples of the present invention in which the thin film coating technique is applied to a pigment for a color toner will be described.

〔実施例1〕 市販されている東洋インキ(株)株製のフタロシアニ
ンブルーNo.700の5gの表面に、特願昭61−93223号(昭
和61年4月24日出願、徴微粉末に被覆する方法と装置)
に示すスパッタリング装置によって酸化チタニウムのコ
ーティングを行った。スパッタリングの条件は、チタニ
ウムのターゲットを用い、出力500W,顔料の温度50℃,
雰囲気は30%酸素を含むアルゴンガス中とし、1時間処
理した。これによって該顔料表面に約50Åの膜厚の酸化
チタニウムのコーティイグが施された。
[Example 1] Japanese Patent Application No. 61-93223 (filed on April 24, 1986, coated with fine powder) was coated on the surface of 5 g of commercially available phthalocyanine blue No. 700 manufactured by Toyo Ink Co., Ltd. Method and equipment)
Was coated with titanium oxide by a sputtering apparatus shown in FIG. The sputtering conditions were as follows: using a titanium target, output 500W, pigment temperature 50 ° C,
The atmosphere was an argon gas containing 30% oxygen, and the treatment was performed for 1 hour. As a result, a coating of titanium oxide having a thickness of about 50 ° was applied to the surface of the pigment.

得られた本発明品5gと、ポリスチレン樹脂100gと、ジ
メチルアミノエチルメタクリレート10%を含むスチレン
コポリマー10gと、をボールミルで混合粉砕後、ロール
ミルで溶融混練し、冷却後、ハンマーミルを用いて粗粉
砕し、次いで日本ニューマチック社製の流体ジェットミ
ルで微粉砕した。得られた微粉末を分級し、1〜20μを
選択してトナーとした。このトナー10gに対してキャリ
ヤー(同和鉄粉社製の還元鉄粉)90gを混合し、現像剤
とした。この現像剤を用いて酸化亜鉛感光紙上の青色の
負の潜像を現像したところ、極めて鮮明なシアンポジ画
像が得られた。この結果から、顔料の分散性が本発明の
ようなドライ・コートを施さない従来品よりも向上して
おり、そのうえトナーの帯電特性もかなり改善されてい
ることがわかった。
5 g of the obtained product of the present invention, 100 g of a polystyrene resin, and 10 g of a styrene copolymer containing 10% dimethylaminoethyl methacrylate were mixed and pulverized by a ball mill, melt-kneaded by a roll mill, cooled, and then coarsely pulverized by a hammer mill. Then, it was pulverized with a fluid jet mill manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd. The obtained fine powder was classified, and 1 to 20 μm was selected as a toner. 90 g of a carrier (reduced iron powder manufactured by Dowa Iron Powder Co., Ltd.) was mixed with 10 g of this toner to prepare a developer. When a blue negative latent image on a zinc oxide photosensitive paper was developed using this developer, an extremely clear cyan-positive image was obtained. From these results, it was found that the dispersibility of the pigment was improved as compared with the conventional product having no dry coat as in the present invention, and the charging characteristics of the toner were considerably improved.

〔実施例2〕 実施例1の酸化チタニウムの代わりにアルミニウムま
たはケイ素の酸化物のドライコートを施した以外は同実
施例と同じカラートナーを作った。この場合にも実施例
1と同様、良好な結果が得られた。
Example 2 The same color toner as in Example 1 was prepared except that a dry coat of an oxide of aluminum or silicon was applied instead of the titanium oxide of Example 1. In this case, as in Example 1, good results were obtained.

以上明らかにしたように、本発明は、顔料粉末の表面
にチタニウム,アルミニウム,ケイ素またはこれらの酸
化物のいずれか一種または二種以上の組み合わせからな
る金属または金属の酸化物の薄膜をドライコーテイング
するという、新しい顔料改質法の採用によって、元の顔
料の物質が有している特性を損なうことなく、顔料粉体
自体に静電特性等の機能性を付与するというものであ
る。したがって本発明によれば、帯電量分布が均一で安
定し、長期に使用した場合でも初期の特性を維持し、帯
電特性が変化しないことはもとより、分散性に優れ温度
や湿度の変化によって影響を受けない、優れたカラート
ナー用顔料を提供することが可能となった。
As described above, the present invention dry-coats a thin film of a metal or a metal oxide made of titanium, aluminum, silicon or one or a combination of two or more of these oxides on the surface of a pigment powder. In other words, the adoption of a new pigment modification method imparts functionality such as electrostatic properties to the pigment powder itself without impairing the properties of the original pigment substance. Therefore, according to the present invention, the charge amount distribution is uniform and stable, the initial characteristics are maintained even when used for a long period of time, and the charge characteristics are not changed. This makes it possible to provide an excellent color toner pigment which is not affected.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−130469(JP,A) 特開 昭62−100770(JP,A) 特開 昭61−16068(JP,A) 特開 昭62−250172(JP,A) 実開 昭62−15937(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09C 1/00 - 3/12 G03G 9/09──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-56-130469 (JP, A) JP-A-62-100770 (JP, A) JP-A-61-16068 (JP, A) JP-A-62 250172 (JP, A) Fully open 1987-6-15937 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C09C 1/00-3/12 G03G 9/09

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】顔料粉末の表面に、厚みが10〜100Åのチ
タニウム,アルミニウム,ケイ素またはこれらの酸化物
のいずれか一種または二種以上の組み合わせからなる金
属またはその金属酸化物のドライコーテイングをスパッ
タリング法によって施してなるカラートナー用顔料。
1. A dry coating of a metal consisting of titanium, aluminum, silicon or one or a combination of two or more of these oxides or a metal oxide thereof having a thickness of 10 to 100 ° is sputtered on the surface of a pigment powder. Pigment for color toner applied by the method.
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