JP3389611B2 - Resin composite spherical powder containing inorganic particles - Google Patents

Resin composite spherical powder containing inorganic particles

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JP3389611B2 JP07897892A JP7897892A JP3389611B2 JP 3389611 B2 JP3389611 B2 JP 3389611B2 JP 07897892 A JP07897892 A JP 07897892A JP 7897892 A JP7897892 A JP 7897892A JP 3389611 B2 JP3389611 B2 JP 3389611B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、粒子サイズが広範囲に
亘って制御でき、無機物粒子の含有量が高く、且つ、球
形を呈しており、しかも、環境安定性が優れており、導
電性の制御が可能である無機物粒子含有樹脂複合球状物
粉体に関するものである。 【0002】本発明に係る無機物粒子含有樹脂複合球状
物粉体の主な用途は、磁性キャリア及び磁性トナー等の
静電潜像現像剤用材料、電磁波吸収材及び電磁波シール
ド用材料、ブレーキシュー及び研磨用材料、潤滑用材
料、磁気分離用材料、磁石用材料、イオン交換樹脂用材
料、固定化酵素担体、ディスプレー用表示材料、制振用
材料、塗料用材料、ゴム・プラスチック用着色材料、充
填材料、補強材料並びにペンキ、絵具及び接着剤用着色
材料、艶消材料等である。 【0003】 【従来の技術】近年、高度な性能や新規な機能を有する
材料として異種材料間における複合化がさかんに行われ
ており、その一つとして無機物粒子と有機高分子とから
なる複合物(以下、複合物という。)の研究、開発が種
々行われており、実用化されている。 【0004】これら複合物は、無機物粒子として磁性粒
子が用いられる場合は、主として磁性キャリア及び磁性
トナー等の静電潜像現像剤用材料粉末として、無機物粒
子として着色顔料粒子が用いられる場合には、主として
ゴム・プラスチック用、ペンキ、絵具及び接着剤用着色
剤や艶消剤として使用されている。 【0005】上記いずれの分野においても複合物に要求
される特性は、用途に応じて、所望の大きさの複合物
の選択が可能となる様に粒子サイズが広範囲、殊に、1
0μmを越え1000μm以下の範囲に亘って制御でき
ること、無機物粒子の諸特性及び諸機能を十分に発揮
できる様に上記無機物粒子の含有量が可及的に高いこ
と、流れ特性や充填性等の粉体特性の向上の為には、
複合物の形状が球形を呈していること、耐湿性等の環
境安定性に優れていること及び用途に応じて、導電性
が制御できることである。 【0006】複合物中に含まれる無機物粒子の含有量に
ついて言えば、特開昭60−188419号公報の「エ
マルジョン重合法およびサスペンジョン重合法の場合の
もう一つの欠点は、粒子に無機質あるいは有機質粒子を
一般に多く配合できないことである。特に比重の重い無
機粒子を多量に配合することは困難で、このような粒子
の実現が望まれていた。」なる記載の通り、可及的に高
いことが要求される。 【0007】複合物の平均粒子径について言えば、従来
キャリア用材料粉末としては、特開平1−282563
号公報の「‥‥キャリア粒子の粒径は、前記の現像剤寿
命と感光体キャリア付着及び画質とのバランス上から、
平均粒径20〜400μm‥‥とするのが適当であり‥
‥」なる記載の通り、20〜400μm程度の複合物
が、磁性トナー用材料粉末としては、特開平1−172
972号公報の「‥‥トナーの平均粒径が25μmを超
えると補給性が悪く画像がぼそついたものとなる。‥
‥」なる記載の通り、25μm以下の複合物が要求され
ている。 【0008】複合物の環境安定性について言えば、特開
平3−203745号公報の「摩擦帯電量が湿度により
著しく変動する電荷制御剤を含有したトナーを用いる
と、温湿度の変化により画質が変化してしまい、常に良
質な品質の画像を提供することが極めて困難になる。」
なる記載の通り、温度や湿度等の変動により摩擦帯電量
が変化しないことが要求される。ビヒクル中での相溶性
について言えば、複合物の表面がビヒクル等の相溶性に
優れた樹脂によって十分且つ均一で強固に被覆されてい
ることが要求されている。 【0009】次に、複合体粒状物は各種分野において導
電性を有していることが強く要求されている。近年、安
全面、衛生面や精度面からクリーンルームの使用が多く
なり、クリーンルームのほこりやごみを極力少なくする
為、クリーンルームに帯電防止された素材が使用され始
めている。また、ICやLSIの放電破壊を防ぐ為にも
帯電防止が必要となっている。一般に、帯電防止された
素材は、導電性を有する複合物を塗料、ゴム、プラスチ
ック等に分散させて導電性を付与することにより製造さ
れている。 【0010】静電潜像現像剤の分野においては、磁性ト
ナーとして一般に、強磁性体微粒子及び樹脂に加えてカ
ーボン等の導電性材料を添加した導電性磁性トナーが知
られている。また、近時、導電性磁性トナーを用いて現
像した画像は、他の記録体上へ静電的に転写することが
困難であるという欠点があり、この欠点を改良する方法
として導電性トナーに代えて体積電気抵抗が1012Ωc
m以上の高電気抵抗の磁性トナーを用いて現像する方法
がある。そして、この高電気抵抗の磁性トナーを用いる
場合の欠点である現像性を改良する為に、高電気抵抗の
磁性トナーとともに該トナーの平均粒径より小さい導電
性の複合体粒状物を使用することが提案されている。 【0011】ところで、従来、有機高分子としては、大
別して、ビニル系、スチレン系、アクリル酸系樹脂など
の熱可塑性樹脂とフェノール系樹脂、メラミン系樹脂、
エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂とが知られているが、
複合物を製造する為の樹脂としては一般に粒状化が容易
な熱可塑性樹脂が用いられており、熱硬化性樹脂は粒状
化、殊に、球状化が困難である為実用上問題があった。 【0012】一方、熱硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂に比
べ、耐久性、耐衝撃性、耐熱性に優れているので、これ
らの利点を生かした無機物粒子と熱硬化性樹脂とからな
る複合物が強く要求されている。 【0013】従来、無機物粒子と熱硬化性樹脂とからな
る複合物を得る方法としては、無機物粒子とフェノール
樹脂及び硬化剤等を混練後冷却、粉砕する方法、無機物
粒子の存在下にフェノールとホルムアルデヒドとを保護
コロイドの助けにより重合させる方法(特開昭54−8
8995号公報)及び無機物粒子の存在下にフェノール
とホルムアルデヒドとを重合させるにあたり、水不溶性
の無機塩類や水溶性高分子等の懸濁安定剤を存在させて
おく方法(特開昭62−27455号公報、特開平2−
220068号公報)等が知られている。 【0014】 【発明が解決しようとする課題】無機物粒子と熱硬化性
樹脂であるフェノール樹脂とからなり、用途に応じて粒
子サイズが広範囲に制御でき、無機物粒子の含有量が可
及的に高く、且つ、粒子形状が球形を呈しており、しか
も、耐湿性等の環境安定性が優れており、導電性の制御
が可能である複合物は、現在最も要求されているところ
であるが、前出公知方法による場合には、未だこのよう
な複合物は得られていない。 【0015】即ち、無機物粒子とフェノール樹脂及び硬
化剤等を混練後冷却、粉砕する方法による場合には、無
機物粒子の含有量はある程度高いものも可能であるが、
複合物の形状は不定形である。 【0016】また、前出特開昭54−88995号公報
に記載の方法による場合には、無機物粒子の含有量は高
々75重量%程度であって含有量に限界があり、複合物
の形状も不定形に比べ曲面が増加するが球形とは言い難
かった。 【0017】更に、前出特開昭62−27455号公報
及び特開平2−220068号公報に記載の方法による
場合には、用途に応じて粒子サイズが広範囲に制御で
き、無機物粒子の含有量が高く、且つ、球形を呈した複
合物が得られるが、該複合球状物を生成する為に添加し
た水不溶性の無機塩類や水溶性高分子等の懸濁安定剤が
複合球状物の表面に必然的に多量残存し、その結果、複
合球状物の環境安定性が劣り、また、複合球状物の表面
を金属によって均一且つ強固に被覆することが困難であ
ることに起因して導電性の制御が困難であった。そし
て、これら水不溶性の無機塩類や水溶性高分子等の懸濁
安定剤は、水洗や酸で洗浄するなどの方法によっても完
全に除去することは困難であった。 【0018】そこで、本発明は、用途に応じて粒子サイ
ズが広範囲に制御でき、無機物粒子の含有量が高く、且
つ、球形を呈しており、しかも、水不溶性の無機物塩類
や水溶性高分子等の懸濁安定剤を全く含まないことによ
って環境安定性が優れており、導電性の制御が可能であ
る無機物粒子含有樹脂複合球状物粉体を得ることを技術
的課題とする。 【0019】 【課題を解決する為の手段】 前記技術的課題は、次の
通りの本発明によって達成できる。即ち、本発明は、表
面が親油化処理されている無機物粒子と硬化したフェノ
ール樹脂とからなり、懸濁安定剤を含まない球形を呈し
た複合物であって、該複合物の数平均粒子径が10μm
を越え1000μm以下で、且つ、前記無機物粒子の含
有量が80〜99重量%である複合球状物の表面が金属
で被覆されている無機物粒子含有樹脂複合球状物粉体で
ある。 【0020】次に、本発明実施にあたっての諸条件につ
いて述べる。本発明における無機物粒子としては、水に
不溶性の酸化鉄、フェライト、酸化チタン、酸化亜鉛等
の金属酸化物、水酸化物、水酸化アルミニウム等の金属
水酸化物並びにその他硫化物、炭化物等から選ばれた一
種又は二種以上を使用できる。 【0021】本発明における無機物粒子は、あらかじめ
親油化処理をしておくことが肝要であり、親油化処理が
されていない無機物粒子を用いる場合には、球形を呈し
た複合物を得ることが困難となる。 【0022】親油化処理は、シラン系カップリング剤や
チタネートカップリング剤等のカップリング剤で処理す
る方法又は界面活性剤を含む水性媒体中に無機物粒子を
分散させ、粒子表面に界面活性剤を吸着させる方法等が
ある。 【0023】シラン系カップリング剤としては、疎水性
基、アミノ基、エポキシ基を有するものがあり、疎水性
基を有するシランカップリング剤としては、ビニルトリ
クロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル・ト
リス(β−メトキシ)シラン等があり、チタネート系カ
ップリング剤としては、イソプロピルトリイソステアロ
イルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンス
ルホニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチル
ピロホスフェート)チタネート、等がある。 【0024】アミノ基を有するシラン系カップリング剤
としては、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N
−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、N−β(アミノエチル)−γアミノプロピル
メタルジメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、等がある。 【0025】エポキシ基を有するシラン系カップリング
剤としては、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、β−(3,4−エトキシシクロヘキシル)トリメト
キシシラン等がある。 【0026】界面活性剤としては、市販の界面活性剤を
使用することができ、無機物粒子や該粒子表面に有する
水酸基と結合が可能な官能基を有するものが望ましく、
イオン性で言えばカチオン性、あるいはアニオン性のも
のが好ましい。 【0027】上記何れの処理方法によっても本発明の目
的を達成することができるが、フェノール樹脂との接着
性を考慮するとアミノ基、あるいはエポキシ基を有する
シラン系カップリング剤による処理が好ましい。 【0028】本発明に係る複合球状物は、数平均粒子径
が10μmを越え、1000μm以下の球形を呈した複
合物であり、無機物粒子の含有量は80〜99重量%で
ある。 【0029】複合球状物の粒子サイズは、数平均粒子径
が10μmを越え1000μmの範囲で自由に制御する
ことができる。 【0030】無機物粒子の含有量が80重量%未満の場
合には、無機物粒子の諸特性及び諸機能を十分に発揮で
きる複合球状物を得ることができない。99重量%を越
える場合には、フェノール樹脂による無機物粒子の結着
が弱くなる。 【0031】本発明における複合球状物の表面に被覆す
る金属は、周知のNi、Co、Cu及びAg等であり、
金属の種類や量を変化させることによって導電性を制御
することができる。 【0032】金属の被覆量は、複合球状物に対し0.0
5重量%以上であり、0.05重量%未満の場合には、
不十分且つ不均一な被膜となりやすく、本発明の目的と
する導電性を自由に制御することが困難となる。また、
被覆量が多すぎると複合球状物中の無機物粒子含有量が
低下し、無機物粒子の有する諸特性及び諸機能を十分発
揮できなくなる。好ましくは0.1〜10重量%であ
る。 【0033】本発明に係る無機物粒子含有樹脂複合球状
物粉体は、無機物粒子及び塩基性触媒の存在下で、フェ
ノール類又はフェノール樹脂とアルデヒド類とを水性媒
体中で攪拌しながら反応・硬化させて、無機物粒子と硬
化したフェノール樹脂とからなる複合物を生成させるに
あたり、前記無機物粒子として表面が親油化処理されて
いる無機物粒子を用いるとともに、前記攪拌を1m/秒
以上の攪拌翼周速度で行うことにより、表面が親油化処
理されている無機物粒子と硬化したフェノール樹脂とか
らなる球形を呈した複合物であって、該複合物の数平均
粒子径が10μmを越え1000μm以下で、且つ、前
記無機物粒子の含有量が80〜99重量%である複合球
状物を得、該複合球状物を化学めっき等により金属で被
覆することにより得られる。 【0034】上記反応において、80℃以上で反応と同
時に硬化反応を進行させることにより、表面が親油化処
理されている無機物粒子と硬化したフェノール樹脂とか
らなる複合球状物を生成させた後、40℃以下に冷却す
ると、複合球状物を含む水分散液が得られる。 【0035】次に、この水分散液を濾過、遠心分離等の
常法に従って固液を分離した後、洗浄、乾燥することに
より、表面が親油化処理されている無機物粒子と硬化し
たフェノール樹脂とからなる複合球状物が得られる。 【0036】上記反応において、無機物粒子の量は、フ
ェノール類に対して重量で0.5〜200倍が好まし
い。さらに生成する複合球状物粉体の強度を考慮すると
4〜100倍であることが好ましい。 【0037】フェノール類としては、フェノールの他、
m−クレゾール、p−tert−ブチルフェノール、o
−プロピルフェノール、レゾルシノール、ビスフェノー
ルA等のアルキルフェノール類並びにベンゼン核又はア
ルキル基の一部又は全部が塩素原子又は臭素原子で置換
されたハロゲン化フェノール類等のフェノール性水酸基
を有する化合物があり、複合球状物の形状を考慮すれば
フェノールが好ましい。 【0038】フェノール樹脂としては、一般的にノボラ
ック型、レゾール型、さらに天然樹脂変成型のいずれで
も構わないが、アルコールやアセトン等の水可溶性の溶
剤に溶解するものが望ましい。 【0039】アルデヒド類としては、ホルマリン又はパ
ラホルムアルデヒドのいずれかの形態のホルムアルデヒ
ド及びフルフラール等があるが、ホルムアルデヒドが好
ましい。 【0040】アルデヒド類のフェノール類に対するモル
比は、1〜4が好ましく、更に好ましくは1.2〜3で
ある。モル比が1未満の場合は、複合球状物が生成し難
く、生成したとしても樹脂の強度が弱かったりする傾向
がある。一方、モル比が4を越える場合には、反応後に
水性媒体中に残留する未反応のアルデヒド類が増加する
傾向がある。 【0041】塩基性触媒としては、通常のレゾール樹脂
製造に使用される塩基性触媒を使用することができ、ア
ンモニア水、ヘキサメチレンテトラミン、ジエチルトリ
アミン、ポリエチレンイミン等のアルキルアミンがあ
る。これら塩基性触媒のフェノール類に対する量は、モ
ル比で0.02〜0.7が好ましい。 【0042】反応は、水性媒体中で行われるが、この場
合の水仕込量は、全固形分濃度が30〜95重量%、特
に、60〜90重量%になるようにすることが望まし
い。 【0043】複合球状物の球形化及び重質化は、上記反
応における攪拌時の回転速度に伴う剪断・圧密作用によ
り影響される為、攪拌速度は重要な因子であり、1m/
秒以上の速い攪拌翼周速度で行うことが肝要である。1
m/秒以上の場合には、速度が早くなる程得られる複合
球状物の平均粒子径は徐々に小さくなる傾向にあり、3
m/秒程度の速い攪拌速度になると、複合球状物の平均
粒子径が10μm以下となったり、または、複合球状物
の破壊が生起する現象が現れることがある。更に、複合
球状物表面に被覆する樹脂の接着性に影響をおよぼす複
合球状物表面の多孔性が失なわれることになる。攪拌速
度が1m/秒未満のゆるやかな攪拌条件になると、造粒
化そのものが進まなくなったり、粒子サイズを制御する
ことが困難となったり、また、複合球状物の強度が弱く
なったりする。 【0044】反応においては、無機物粒子の種類及び
量、反応に使用する水の量によって適当な剪断・圧密が
かかるように攪拌翼周速度を変化、調整することによっ
て得られる複合球状物の平均粒子径を所望の範囲に制御
できる。尚、ここで攪拌翼周速度とは、攪拌羽の先端の
周速度のことを言う。 【0045】金属による被覆に際して用いる複合球状物
は、あらかじめ真空乾燥したもの、常圧で乾燥したも
の、さらに、濾過した直後の湿った状態のもののいずれ
をも使用することができる。 【0046】複合体粒状物は、周知の化学めっきをする
ことにより金属で被覆することができる。即ち、化学め
っきする方法としては、被めっき物を強酸性塩化第一錫
溶液に浸漬し、次いで、強酸性塩化パラジウム溶液に浸
漬して活性化処理をした後、化学めっきする方法(特開
昭56−25770号公報、特公昭59−5663号公
報)、被めっき物を強酸性パラジウム−錫コロイド溶液
に接触させ、化学めっきのための触媒作用を行うパラジ
ウムを付与し、次いで、化学めっきする方法(米国特許
3011920号公報)、被めっき物を含む水懸濁液と
陽イオン性、陰イオン性及び非イオン性界面活性剤から
選ばれた一種又は二種以上を含むパラジウムヒドロゾル
とを混合攪拌して前記被めっき物の表面にパラジウムコ
ロイドを吸着させ、次いで、水洗、濾過した後、該パラ
ジウムコロイドが吸着されている被めっき物を化学めっ
きする方法(特公平2−58353号公報)及び被めっ
き物表面を予めアルカリ土類金属塩化物又は第4周期遷
移金属塩の水溶液で前処理した後、該前処理した被めっ
き物を含む水懸濁液と陰イオン性及び/又は非イオン性
界面活性剤を含むパラジウムヒドロゾルとを混合攪拌し
て前記被めっき物の表面にパラジウムコロイドを吸着さ
せ、次いで、水洗、濾過した後、該パラジウムコロイド
が吸着されている被めっき物を化学めっきする方法(特
公平2−58354号公報)等のいずれの方法による場
合でもよい。 【0047】化学めっきの為の金属イオン溶液として
は、通常使用されるニッケル、コバルト、銅、銀等の一
種又は二種以上を使用することができる。 【0048】 【作用】先ず、本発明において最も重要な点は、表面が
親油化処理されている無機物粒子と硬化したフェノール
樹脂とからなる球形を呈した複合物であって、該複合物
の数平均粒子径が10μmを越え1000μm以下で、
且つ、前記無機物粒子の含有量が80〜99重量%であ
る複合球状物の表面が金属で被覆されている無機物粒子
含有樹脂複合球状物粉体は、粒子サイズが広範囲に亘っ
て制御でき、複合物中の無機物粒子の含有量が高く、且
つ、球形を呈しており、水不溶性の無機塩類や水溶性高
分子等の懸濁安定剤が表面に存在しないことに起因して
耐湿性等の環境安定性が優れており、導電性の制御が可
能であるという事実である。 【0049】本発明における複合球状物の粒子サイズ
は、複合球状物の生成にあたって仕込まれる原料中の固
形物濃度、無機物粒子に対するフェノール樹脂成分の割
合、無機物粒子表面の親油化の程度等により数平均粒子
径が10μmを越え1000μm以下の範囲で制御する
ことができ、これらの値が大きくなる程生成する複合球
状物の粒子サイズは大きくなる傾向にある。また、前述
した通り、攪拌速度が1m/秒以上の早い攪拌翼周速度
では攪拌速度が速くなる程生成する複合球状物の粒子サ
イズが小さくなる傾向にある。 【0050】本発明において、無機物粒子の含有量が高
い複合球状物が得られる理由について、本発明者は、後
出する比較例に示す通り、無機物粒子の粒子表面が親油
化処理されていない場合には、無機物粒子の含有量が制
限されることから、無機物粒子の粒子表面が親油化処理
されていることによるものと考えている。 【0051】本発明において、水不溶性の無機塩類や水
溶性高分子等の懸濁安定剤を使用しない場合にも球形を
呈した複合物が得られる理由について、本発明者は、後
述する実施例及び比較例に示す通り、親油化処理されて
いない無機物粒子を使用した場合には、球形を呈した複
合物が得られないことから、親油化処理された無機物粒
子を用いたことによるものと考えている。 【0052】本発明においては、複合球状物表面に水不
溶性の無機塩類や水溶性高分子等の懸濁安定剤が存在し
ないことに起因して、耐湿性等の環境安定性に優れると
ともに、金属の十分且つ均一な被覆が可能となることに
よって、少ない金属被覆量で効果的に導電性を制御する
ことができ、また、金属の種類によって導電性を自由に
制御することができる。 【0053】本発明においては、複合球状物に含有され
る無機物粒子の含有量が高い為に複合球状物の表面には
多数の凹凸が形成されており、その為、該複合球状物の
表面に被覆される金属は強固に被覆され、衝撃や摩擦等
の機械的応力によりはがれにくいものである。 【0054】 【実施例】次に、実施例並びに比較例により、本発明を
説明する。尚、以下の実施例並びに比較例における数平
均粒子径は、レーザー回折式粒度分布計(堀場製作所
(株)製)により計測した値で示し、また、複合物の粒
子形態は、走査型電子顕微鏡S−800((株)日立製
作所製)で観察したものである。飽和磁化は、振動試料
型磁力計VSM−3S−15(東英工業(株)製)を用
いて、外部磁場10KOeのもとで測定した値で示し
た。複合物における無機物粒子の含有量は、複合物の真
比重をマルチボリウム密度計(マイクロメリティクス社
製)を用いて測定し、この比重の大きさから計算によっ
て算出した値で示した。 【0055】導電率は、TRG142電流発生器(タケ
ダ理研(株)製)及びME−540電圧計(SOAR
(株)製)を用いて四端子法により測定したものであ
る。 【0056】耐湿性は、温度33℃、関係湿度90%の
環境下(以下、環境Aという。)と温度15℃、関係湿
度15%の環境下(以下、環境Bという。)のそれぞれ
で測定したトナー帯電量で示した。即ち、両環境下にお
けるトナー帯電量の変動巾が小さい程環境安定性に優れ
ていることを意味する。 【0057】上記トナーの帯電量は、この複合球状物9
5重量部と市販のトナーCLC−200ブラック(商品
名)(キャノン(株)製)5重量部との混合物200m
gをブローオフ帯電量測定機MODEL TB−200
(東芝ケミカル(株)製)を用いて測定した値A(μ
c)から式〔A×1/0.2×0.05(μc/g)〕
に従って求めたg当りの換算値として計算した値で示し
た。 【0058】<複合物の製造> 実施例1〜10 比較例1〜3; 実施例1 ヘンシェルミキサー内に平均粒子径0.24μmの球状
マグネタイト粒子400gを仕込み良く攪拌した後、チ
タネート系カップリング剤(プレンアクトTTS:味の
素(株)製)2.0gを添加し、約100℃まで昇温し
30分間良く混合攪拌することにより上記プレンアクト
TTSで被覆されている球状マグネタイト粒子を得た。
別に1 lの四ツ口フラスコに、フェノール40g、3
7%ホルマリン60g、親油化処理されたマグネタイト
400g、28%アンモニア水10g、水60gを2m
/秒の翼周速度で攪拌しながら40分間で85℃に上昇
させ、同温度で180分間反応・硬化させ、TTSで被
覆されているマグネタイト粒子と硬化したフェノール樹
脂とからなる複合物の生成を行った。次に、フラスコ内
の内容物を30℃に冷却し、0.5 lの水を添加した
後、上澄み液を除去し、さらに下層の沈澱物を水洗し、
風乾した。次いで、これを減圧下(5mmHg以下)に
50〜60℃で乾燥して複合球状物(以下、複合球状物
Aという)を得た。 【0059】得られた複合球状物Aは、数平均粒子径が
70μmであり、図1の走査型電子顕微鏡写真(×10
00)に示す通り、真球に近い球形を呈しており、図2
の走査型電子顕微鏡写真(×10000)に示す通り、
複合球状物の表面は凹凸を呈していた。また、マグネタ
イト粒子の含有量は、86.3重量%であって、飽和磁
化は74emu/gであった。 【0060】実施例2〜10、比較例1〜2 無機物粒子の種類及び量、親油化処理剤の種類及び量、
フェノール類の種類及び量、37%ホルマリンの量、塩
基性触媒の種類及び量、水の量並びに攪拌翼速度を種々
変化させた以外は、実施例1と同様にして複合物B乃至
Lを得た。 この時の主要製造条件を表1に、複合物の
諸特性を表2に示す。 【0061】実施例2〜10で得られた複合物は、走査
型電子顕微鏡観察の結果、いずれも真球に近い球形を呈
していた。実施例3及び実施例4で得られた複合球状物
を、図3の走査型電子顕微鏡写真(×300)、図4の
走査型電子顕微鏡写真(×3000)にそれぞれ示す。
比較例1で得られた複合物は、図5の走査型電子顕微鏡
写真(×300)に示す通り、不定形を呈していた。ま
た、比較例2で得られた複合物は、走査型電子顕微鏡観
察の結果、平均粒子径が10μm以下の小粒径であっ
た。 【0062】尚、親油化処理剤として、実施例2、3、
5、8の各実施例で用いた「KBM−602(商品名:
信越化学(株)製)」はアミノ基を有するシランカップ
リング剤であり、実施例4、6、7、9、10の各実施
例で用いた「KBM−403(商品名:信越化学(株)
製)」はエポキシ基を有するシランカップリング剤であ
る。また、実施例9は、フェノール樹脂として、市販の
ノボラック樹脂である「バーカムTD−213(商品
名:大日本インキ化学(株)製)」を用い、反応開始時
に水に溶解させる為に水に加えてメタノール20gを用
いた。実施例10は、フェノール樹脂として、市販の水
溶性レゾール樹脂である「プライオーフェン5023
(商品名:大日本インキ化学(株)製)」を用いた。 【0063】比較例3 1 lの三ツ口フラスコに、フェノール50g、37%
ホルマリン6.5g、平均粒子径0.24μmの球状マ
グネタイト400g、28%アンモニア水7.8g、フ
ッ化カルシウム1g、水100gを攪拌しながら投入
し、2m/秒の翼周速度で攪拌しながら40分間で85
℃に上昇させ、同温度で180分間反応、硬化させ、マ
グネタイトと硬化したフェノール樹脂からなる複合物を
生成させた。次に、フラスコ内の内容物を30℃に冷却
し、0.5 lの水を添加した後、上澄み液を除去し、
さらに下層の複合物を水洗し、風乾した。次いで、これ
を減圧下(5mmHg以下)に50〜60℃で乾燥して
複合球状物(以下、複合球状物Mという)を得た。得ら
れた複合球状物Mの諸特性を表2に示す。 【0064】<金属による被覆> 実施例11〜17 比較例4; パラジウムヒドロゾルの調整 試料A〜C; 試料:A 塩化パラジウム(II)50μmolを塩化ナトリウム
250μmolを含む水溶液2.5mlに溶解し、次い
で純水で94mlに希釈した。この溶液を激しく攪拌し
ながら、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド
10mgを含む水溶液1mlを加え、次いで、水素化ホ
ウ素ナトリウム200μmolを含む水溶液5mlを滴
下すると、溶液の色が急変し、pH9.0の黒褐色透明
なパラジウムヒドロゾルを得た。 【0065】試料:B 界面活性剤としてポリエチレングリコール−p−ノニル
フェニルエーテル(ポリエチレングリコールの重合度1
0)を使用した以外は、試料Aと同様にしてpH8.5
のパラジウムヒドロゾルを得た。 【0066】試料:C 界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウ
ムを使用した以外は、試料Aと同様にしてpH8.7の
パラジウムヒドロゾルを得た。 【0067】金属めっき液の調整 試料I〜III; 試料:I(ニッケルめっき液の調製) 無水塩化ニッケル(II)0.1molを4mol/l
のアンモニア水溶液に溶解し、該溶液に0.2mol/
lの次亜リン酸ナトリウム500mlを加えて全容1
lとした後、濃塩酸により溶液のpHを8.9に調整し
た。 【0068】試料:II(コバルトめっき液の調製) 0.05molの硫酸コバルト(II)・7水塩、0.
2molの次亜りん酸ナトリウム、0.2molのクエ
ン酸ナトリウム・2水塩および0.5molの硫酸アン
モニウムを純水に溶解して全容1 lとし、該溶液に
7.4mol/lのアンモニア水溶液を加えてpHを1
0に調整した。 【0069】試料:III(銅めっき液の調製) 0.8mol/lのロッセル塩と、0.8mol/lの
水酸化ナトリウムおよび0.5mol/lの硫酸銅(I
I)5水塩を純水に溶解して100mlとし、さらに3
5%ホルムアルデヒド溶液100mlを混合した。 【0070】実施例11 平均粒子径70μmの複合体粒状物A(導電率6.3×
10-8S/cm)10gを試料Aのパラジウムヒドロゾ
ル300mlに室温下60分間浸漬した後、水洗、濾別
した。上記パラジウムコロイドが吸着された複合体粒状
物Aを試料Iのニッケル化学めっき液に室温下浸漬した
後、水洗、乾燥した。得られた複合体粒状物の導電率は
1.3S/cmであり、電子顕微鏡観察の結果、粒子表
面に均一且つ強固にめっきがされていることが確認され
た。 【0071】実施例12〜16、比較例4 被めっき物である複合体粒状物、パラジウムヒドロゾル
の種類及び化学めっき液の種類を種々変えた以外は実施
例11と同様にして金属めっきされた複合球状物を得
た。この時の主要製造条件及び金属めっきされた複合球
状物の諸特性を表3に示す。また、実施例11〜16の
各実施例で得られた金属めっきされた複合球状物は、い
ずれも電子顕微鏡観察の結果、粒子表面が均一且つ強固
にめっきされていることが確認された。比較例4で得ら
れた金属めっきされた複合球状物は、フッ化カルシウム
の存在に起因して導電性の制御が十分でないことから、
金属による被覆が十分且つ均一でないことが認められ
る。 【0072】実施例17 複合体粒状物A10gを塩化第一錫1.7g、濃塩酸
3.0ml及び水150mlからなる溶液に分散混合
し、60分間放置した後、濾別した。得られた粒子粉末
を塩化パラジウム0.13g、濃塩酸3.0ml及び水
150mlからなる溶液に分散混合し、60分間放置し
た後、濾別して活性化処理を行った。活性化処理がされ
た複合体粒状物を試料Iのニッケルめっき液を用いて実
施例11と同一の手順でニッケルめっきを行った。 【0073】 【表1】【0074】 【表2】【0075】 【表3】【0076】 【発明の効果】本発明に係る無機物粒子含有樹脂複合球
状物は、表面が親油化処理されている無機物粒子とフェ
ノール樹脂とからなる球形を呈した複合物であって、該
複合物の数平均粒子径が10μmを越え1000μm以
下で、且つ、前記無機物粒子の含有量が80〜99重量
%である複合球状物の表面が金属で被覆されたものであ
るから、粒子サイズが広範囲に亘って制御でき、無機物
粒子の含有量が高く、且つ、球形を呈しており、しか
も、水不溶性の無機塩類や水溶性高分子等の懸濁安定剤
が表面に存在していないことに起因して耐湿性等の環境
安定性が優れており、また、金属被覆が十分且つ均一で
あることにより導電性の制御が可能である。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
Can be controlled over a long period, the content of inorganic particles is high, and
Shape and excellent environmental stability.
Inorganic particle-containing resin composite sphere with controllable electrical properties
It relates to powder. [0002] Resin composite sphere containing inorganic particles according to the present invention
The main use of powder is for magnetic carriers and magnetic toners.
Electrostatic latent image developer material, electromagnetic wave absorbing material and electromagnetic wave seal
Material, brake shoe and polishing material, lubrication material
Material, magnetic separation material, magnet material, ion exchange resin material
Material, immobilized enzyme carrier, display material for display, vibration control
Materials, paint materials, rubber and plastic coloring materials,
Filling materials, reinforcing materials and coloring for paints, paints and adhesives
Materials, matting materials, etc. [0003] In recent years, it has advanced performance and new functions.
Composites between dissimilar materials are being actively developed.
One of which is the use of inorganic particles and organic polymers.
Research and development of composites (hereinafter referred to as composites)
It has been carried out and put into practical use. [0004] These composites are composed of magnetic particles as inorganic particles.
When a magnetic element is used, the magnetic carrier and magnetic
As material powder for electrostatic latent image developer such as toner, inorganic particles
When color pigment particles are used as
Coloring for rubber and plastics, paints, paints and adhesives
Used as an agent and matting agent. In any of the above fields, there is a demand for composites.
The desired properties depend on the application and the desired size of the composite
The particle size is wide, so that the choice of
Can be controlled over a range of more than 0 μm and less than 1000 μm
To fully demonstrate the properties and functions of inorganic particles
Make the content of the above inorganic particles as high as possible.
In order to improve powder characteristics such as flow characteristics and filling properties,
The ring has a complex shape, such as a spherical shape and moisture resistance.
Excellent in environmental stability and depending on the application, conductive
Can be controlled. [0006] The content of inorganic particles contained in the composite
In other words, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-188419
In the case of the emulsion polymerization method and the suspension polymerization method
Another disadvantage is that inorganic or organic particles
In general, it cannot be blended in large quantities. Especially heavy
It is difficult to mix large quantities of
The realization of was desired. As high as possible
Is required. With respect to the average particle size of the composite,
As the carrier material powder, JP-A-1-282563
In the publication, “‥‥ The particle size of the carrier particles is
From the balance between life and photoreceptor carrier adhesion and image quality,
It is appropriate that the average particle size is 20 to 400 μm.
As described in “‥”, a composite of about 20 to 400 μm
However, the material powder for magnetic toner is disclosed in
No. 972, “‥‥ Average particle diameter of toner exceeds 25 μm
When it is obtained, the supply is poor and the image is blurred. ‥
As described in “な る”, a composite of 25 μm or less is required.
ing. Regarding the environmental stability of the composite,
Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 3-203745 discloses that "the amount of triboelectric
Use a toner containing a charge control agent that fluctuates significantly
Image quality changes due to changes in temperature and humidity.
Providing high quality images becomes extremely difficult. "
As described, the amount of triboelectric charge due to fluctuations in temperature, humidity, etc.
Is not changed. Compatibility in vehicle
Speaking of, the surface of the composite becomes compatible with the vehicle etc.
Sufficient, uniform and strong coating with excellent resin
Is required. Next, composite granules are used in various fields.
It is strongly required to have electrical conductivity. In recent years,
Many clean rooms are used from the whole surface, hygiene and accuracy.
To reduce dust and debris in the clean room as much as possible
For this reason, antistatic materials are used in clean rooms.
I'm worried. Also, to prevent discharge breakdown of IC and LSI
Antistatic is required. Generally, antistatic
The material is made of conductive composites such as paint, rubber and plastic.
It is manufactured by dispersing
Have been. In the field of electrostatic latent image developers, magnetic toners
Generally, in addition to ferromagnetic fine particles and resin,
Conductive magnetic toner to which conductive materials such as
Have been. Recently, the use of conductive magnetic toner
The transferred image can be transferred electrostatically onto another recording medium.
There is a disadvantage that it is difficult, and a method to improve this disadvantage
The volume electric resistance is 10 in place of the conductive toner. 12 Ωc
for developing using magnetic toner having high electric resistance of at least m
There is. Then, use the magnetic toner having a high electric resistance.
In order to improve the developability which is a drawback in the case,
Conductivity smaller than the average particle size of the toner together with the magnetic toner
It has been proposed to use complex composite particles. By the way, conventionally, as an organic polymer, large
Separately, vinyl, styrene, acrylic acid resins, etc.
Thermoplastic resin and phenolic resin, melamine resin,
Although thermosetting resins such as epoxy resins are known,
Generally easy to granulate as a resin for manufacturing composites
Thermoplastic resin is used, and thermosetting resin is granular
However, there is a practical problem because it is difficult to form the particles, particularly, to make the particles spherical. On the other hand, the thermosetting resin is compared with the thermoplastic resin.
It has excellent durability, impact resistance, and heat resistance.
It consists of inorganic particles and thermosetting resin that take advantage of these advantages.
There is a strong demand for composites. Conventionally, inorganic particles and thermosetting resin
As a method of obtaining a composite, inorganic particles and phenol
Cooling and pulverizing after kneading resin and hardener, inorganic material
Protects phenol and formaldehyde in the presence of particles
Method of polymerizing with the aid of colloid (JP-A-54-8)
No. 8995) and phenol in the presence of inorganic particles
Water-insoluble in the polymerization of
The presence of suspension stabilizers such as inorganic salts and water-soluble polymers
(Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-27455,
No. 220068) is known. [0014] Inorganic particles and thermosetting
It is composed of phenol resin, which is a resin.
Particle size can be controlled over a wide range, and the content of inorganic particles is possible.
As high as possible and the particle shape is spherical,
Also has excellent environmental stability such as moisture resistance and conductivity control
Are the most demanding composites at present
However, in the case of the known method,
No complex has been obtained. That is, the inorganic particles and the phenol resin and the hard
In the case of cooling and pulverizing after kneading the
Although the content of equipment particles can be somewhat high,
The shape of the composite is irregular. Also, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-88995.
In the case of the method described in the above, the content of inorganic particles is high
Each is about 75% by weight and its content is limited.
The shape of the surface increases on the curved surface compared to the irregular shape, but it is hard to say that it is spherical
won. Further, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-27455.
And the method described in JP-A-2-220068.
In some cases, the particle size can be controlled over a wide range depending on the application.
, Which have a high content of inorganic particles and a spherical shape
Compound is obtained, but added to produce the composite sphere.
Suspension stabilizers such as water-insoluble inorganic salts and water-soluble polymers
Inevitably, a large amount remains on the surface of the composite sphere, and as a result,
The environmental stability of compound spheres is poor and the surface of composite spheres
Is difficult to coat uniformly and strongly with metal.
Therefore, it was difficult to control the conductivity. Soshi
To suspend these water-insoluble inorganic salts and water-soluble polymers.
Stabilizers can also be completed by washing with water or acid.
It was difficult to completely remove it. Therefore, the present invention provides a particle size
Size can be controlled over a wide range, the content of inorganic particles is high, and
And spherical, water-insoluble inorganic salts
Or suspension stabilizers such as water-soluble polymers
Environmental stability and control of conductivity.
Technology to obtain resin composite spherical powder containing inorganic particles
Subject. Means for Solving the Problems The technical problems are as follows:
This can be achieved by the present invention as follows. That is, the present invention
Inorganic particles with lipophilic surface and hardened pheno
And resin Spheres without suspension stabilizer Take shape
A composite having a number average particle diameter of 10 μm
Exceeding 1000 μm and containing the inorganic particles.
The surface of the composite sphere having a weight of 80-99% by weight is metal
Inorganic particle-containing resin composite spherical powder coated with
is there. Next, various conditions for implementing the present invention will be described.
I will describe. As the inorganic particles in the present invention, water
Insoluble iron oxide, ferrite, titanium oxide, zinc oxide, etc.
Metal oxides, hydroxides, metals such as aluminum hydroxide
Selected from hydroxides and other sulfides, carbides, etc.
Species or two or more can be used. In the present invention, the inorganic particles are
It is important to carry out lipophilic treatment.
In the case of using inorganic particles that have not been
It is difficult to obtain a composite having a good quality. In the lipophilic treatment, a silane coupling agent or
Treat with a coupling agent such as a titanate coupling agent.
Method or inorganic particles in an aqueous medium containing a surfactant.
A method of dispersing and adsorbing a surfactant on the particle surface
is there. As the silane coupling agent, hydrophobic
Group, amino group, epoxy group, hydrophobic
As a silane coupling agent having a group, vinyl tri
Chlorosilane, vinyltriethoxysilane, vinyl
Ris (β-methoxy) silane, etc.
As a coupling agent, isopropyl triisostearo
Il titanate, isopropyl tridodecyl benzene
Ruphonyl titanate, isopropyl tris (dioctyl
Pyrophosphate) titanate, and the like. A silane coupling agent having an amino group
Are γ-aminopropyltriethoxysilane, N
-Β (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxy
Sisilane, N-β (aminoethyl) -γ aminopropyl
Metal dimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminop
Propyl trimethoxysilane, and the like. Silane-based coupling having an epoxy group
As the agent, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxy
Sisilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysila
, Β- (3,4-ethoxycyclohexyl) trimeth
Xysilane and the like. As the surfactant, a commercially available surfactant is used.
Can be used, having inorganic particles or on the particle surface
Those having a functional group capable of binding to a hydroxyl group are desirable,
Speaking of ionic, cationic or anionic
Is preferred. The present invention can be applied to any of the above-described processing methods.
Can achieve the target, but adhesion with phenolic resin
It has an amino group or an epoxy group in consideration of its properties
Treatment with a silane coupling agent is preferred. The composite spherical material according to the present invention has a number average particle diameter.
Has a spherical shape exceeding 10 μm and 1000 μm or less.
And the content of the inorganic particles is 80 to 99% by weight.
is there. The particle size of the composite sphere is determined by the number average particle diameter.
Is freely controlled in the range of more than 10 μm and 1000 μm
be able to. When the content of the inorganic particles is less than 80% by weight,
In this case, the properties and functions of the inorganic particles can be fully demonstrated.
It is not possible to obtain a complex spherical product. Over 99% by weight
Phenolic resin to bind inorganic particles
Becomes weaker. In the present invention, the surface of the composite sphere is coated.
Metals are known Ni, Co, Cu and Ag,
Control conductivity by changing the type and amount of metal
can do. The amount of metal coating is 0.0
When the content is 5% by weight or more and less than 0.05% by weight,
Insufficient and non-uniform coatings are easily formed,
This makes it difficult to freely control the conductivity. Also,
If the coating amount is too large, the content of inorganic particles in the composite spherical
Degrades and fully develops the properties and functions of inorganic particles.
You will not be able to perform. Preferably 0.1 to 10% by weight.
You. Resin composite sphere containing inorganic particles according to the present invention
Powder is prepared in the presence of inorganic particles and a basic catalyst.
Phenols and phenols and aldehydes in aqueous medium
React and cure while stirring in the body, and harden with inorganic particles.
To form a composite consisting of phenolic resin
The surface is subjected to lipophilic treatment as the inorganic particles
And the stirring is performed at 1 m / sec.
By performing at the above-mentioned peripheral speed of the stirring blade, the surface becomes lipophilic.
Such as treated inorganic particles and cured phenolic resin
A composite having a spherical shape, the number average of the composite being
The particle diameter is more than 10 μm and not more than 1000 μm, and
Composite sphere having a content of the inorganic particles of 80 to 99% by weight
The composite sphere is covered with a metal by chemical plating or the like.
Obtained by overturning. [0034] In the above reaction, the
Occasionally, the curing reaction proceeds to make the surface lipophilic.
Such as treated inorganic particles and cured phenolic resin
After forming a composite spherical product consisting of
Then, an aqueous dispersion containing the composite sphere is obtained. Next, this aqueous dispersion is filtered, centrifuged, etc.
After separating solid and liquid according to the usual method,
More, the surface hardens with the lipophilic inorganic particles
A composite sphere made of the phenol resin is obtained. In the above reaction, the amount of the inorganic particles is
0.5 to 200 times the weight of enols is preferred
No. Considering the strength of the composite spherical powder that is generated,
Preferably it is 4 to 100 times. The phenols include, in addition to phenol,
m-cresol, p-tert-butylphenol, o
-Propylphenol, resorcinol, bisphenol
Alkyl phenols such as
Part or all of the alkyl group is substituted with a chlorine or bromine atom
Phenolic hydroxyl groups such as halogenated phenols
There is a compound having the formula
Phenol is preferred. As the phenol resin, Novola is generally used.
In the plastic type, resole type and natural resin modified molding
Although water-soluble solvents such as alcohol and acetone are acceptable,
Those which dissolve in the agent are desirable. As the aldehydes, formalin or
Formaldehyde in any form of laformaldehyde
And furfural, but formaldehyde is preferred.
Good. Moles of aldehydes to phenols
The ratio is preferably from 1 to 4, more preferably from 1.2 to 3.
is there. When the molar ratio is less than 1, a composite sphere is difficult to form.
And the strength of the resin tends to be weak even if it is formed
There is. On the other hand, if the molar ratio exceeds 4, after the reaction
Unreacted aldehydes remaining in aqueous media increase
Tend. As the basic catalyst, a conventional resole resin
The basic catalyst used in the production can be used,
Water, hexamethylenetetramine, diethyltrim
Alkylamines such as amines and polyethyleneimine.
You. The amount of these basic catalysts based on phenols is
The ratio is preferably 0.02 to 0.7. The reaction is carried out in an aqueous medium.
The total amount of solid content is 30 to 95% by weight.
Preferably, the content should be 60 to 90% by weight.
No. The spheroidization and heavierization of the composite sphere are performed as described above.
Due to shearing and consolidation due to rotation speed during stirring
The stirring speed is an important factor because it is affected by
It is important to carry out at a high stirring blade peripheral speed of not less than seconds. 1
In the case of m / sec or more, the composite obtained as the speed increases
The average particle size of the spherical particles tends to gradually decrease,
At a high stirring speed of about m / s, the average
Particle size less than 10 μm or composite spherical
The phenomenon that the destruction occurs may appear. Furthermore, composite
Duplication affecting the adhesiveness of resin coating on spherical surfaces
The porosity of the spheres will be lost. Stirring speed
Granulation under mild stirring conditions of less than 1 m / sec
Stabilization or control particle size
Or the strength of the composite sphere is weak
Or become. In the reaction, the type of inorganic particles and
Appropriate shearing and consolidation depending on the amount of water used for the reaction.
By changing and adjusting the peripheral speed of the stirring blade in this way,
Control of the average particle size of the composite spheres obtained in the desired range
it can. Here, the stirring blade peripheral speed is the tip of the stirring blade.
It refers to the peripheral speed. Composite spherical material used for coating with metal
Are pre-vacuum dried and dried under normal pressure
Any of the wet condition immediately after filtration
Can also be used. The composite particles are subjected to a well-known chemical plating.
Thus, it can be covered with a metal. That is, chemistry
The plating method is to use a strongly acidic stannous chloride
Immersion solution, then immersion in a strongly acidic palladium chloride solution
After immersion and activation, chemical plating
JP-A-56-25770, JP-B-59-5663
Report), use strongly acidic palladium-tin colloid solution
Catalysis for chemical plating
Method of applying chemical plating and then performing chemical plating (US Patent
No. 3011920), an aqueous suspension containing an object to be plated,
From cationic, anionic and nonionic surfactants
Palladium hydrosol containing one or more selected species
Is mixed and stirred to form a palladium coating on the surface of the object to be plated.
After adsorbing the roid, washing with water and filtering,
The substrate to be plated on which the colloidal
Method (Japanese Patent Publication No. 2-58353) and
The surface of the kimono should be changed to alkaline earth metal chloride or 4th cycle in advance.
After pretreatment with an aqueous solution of a transfer metal salt,
Water suspension containing anionic substances and anionic and / or nonionic
Mix and stir with palladium hydrosol containing surfactant
Adsorb palladium colloid on the surface of the object to be plated.
And then washed with water and filtered.
Method for chemical plating of the plating object on which
By any method such as Japanese Patent Publication No. 2-58354).
It may be. As a metal ion solution for chemical plating
Is one of commonly used nickel, cobalt, copper, silver, etc.
Species or two or more can be used. First, the most important point in the present invention is that the surface is
Lipophilic treated inorganic particles and hardened phenol
A spherical composite comprising a resin and the composite.
The number average particle diameter of more than 10 μm and 1000 μm or less,
And the content of the inorganic particles is 80 to 99% by weight.
Particles whose metal spheres are covered with metal
Resin composite spherical powder has a wide range of particle sizes.
The content of the inorganic particles in the composite is high, and
It has a spherical shape and water-insoluble inorganic salts and highly water-soluble
Due to the absence of suspension stabilizers such as molecules on the surface
Excellent environmental stability such as moisture resistance, controllable conductivity
It is the fact that it is capable. Particle Size of Composite Spherical Material in the Present Invention
Is the solid content in the raw material
Phenol resin component ratio with respect to form concentration and inorganic particles
Number average particle depending on the degree of lipophilicity of the inorganic particle surface
The diameter is controlled in the range of more than 10 μm and 1000 μm or less.
The composite sphere that can be generated as these values increase
The particle size of the articles tends to increase. Also,
As mentioned above, the stirring blade peripheral speed is faster than 1m / sec.
In this case, the particle size of the composite spherical
Noise tends to be smaller. In the present invention, the content of the inorganic particles is high.
The present inventor later explained the reason why a composite sphere was obtained.
As shown in the comparative example, the surface of the inorganic particles is lipophilic.
If not, the content of inorganic particles is controlled.
Lipophilic treatment on the surface of inorganic particles
I believe that it is due to being. In the present invention, water-insoluble inorganic salts and water
Even when no suspension stabilizer such as a soluble polymer is used,
The present inventor will explain later about the reason for obtaining the presented composite.
As shown in the examples and comparative examples described above,
When inorganic particles that do not have
Because no compound can be obtained, lipophilic inorganic particles
I think that it was due to the use of a child. In the present invention, the surface of the composite sphere is treated with water.
Suspension stabilizers such as soluble inorganic salts and water-soluble polymers
Due to excellent environmental stability such as moisture resistance
In both cases, sufficient and uniform coating of metal becomes possible
Therefore, the conductivity is effectively controlled with a small amount of metal coating.
Can also be freely conductive depending on the type of metal
Can be controlled. In the present invention, the composite spherical material
Surface of the composite sphere due to the high content of inorganic particles
Many irregularities are formed, and therefore, the composite spherical object
The metal coated on the surface is firmly coated, such as impact and friction
Is hardly peeled off by the mechanical stress of Next, the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples.
explain. In the following Examples and Comparative Examples,
The average particle size is measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer (Horiba, Ltd.)
(Manufactured by Co., Ltd.).
The child form is a scanning electron microscope S-800 (manufactured by Hitachi, Ltd.)
(Manufactured by Sakusho). The saturation magnetization is
Type magnetometer VSM-3S-15 (manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.)
And the value measured under an external magnetic field of 10 KOe.
Was. The content of inorganic particles in the composite depends on the true
Use a multi-volume density meter (Micromeritics, Inc.)
) And calculate from this specific gravity.
The calculated values are shown. The conductivity was measured using a TRG142 current generator (Bamboo
DA-RIKEN Co., Ltd.) and ME-540 voltmeter (SOAR
Measured by the four-terminal method using
You. The humidity resistance was measured at a temperature of 33 ° C. and a relative humidity of 90%.
Environment (hereinafter referred to as environment A), temperature 15 ° C, relative humidity
15% environment (hereinafter referred to as environment B)
And the toner charge amount measured in (1). That is, under both environments
The smaller the fluctuation of the toner charge, the better the environmental stability
Means that. The charge amount of the toner is determined according to the composite sphere 9
5 parts by weight and commercially available toner CLC-200 black (product
200m mixture with 5 parts by weight (manufactured by Canon Inc.)
g is blow-off charge amount measuring machine Model TB-200
(A) (μ) measured using a Toshiba Chemical Co., Ltd.
From c), the formula [A × 1 / 0.2 × 0.05 (μc / g)]
Indicated by the value calculated as the converted value per g obtained according to
Was. <Production of Composites> Examples 1 to 10 Comparative Examples 1 to 3; Example 1 A spherical particle having an average particle diameter of 0.24 μm in a Henschel mixer.
After mixing 400 g of magnetite particles and stirring well,
Tanate-based coupling agent (Preneact TTS: Ajino
2.0 g) and heated to about 100 ° C.
By mixing and stirring well for 30 minutes,
Spherical magnetite particles coated with TTS were obtained.
Separately, in a 1 l four-necked flask, 40 g of phenol, 3
7% formalin 60g, lipophilic magnetite
400 g, 10 g of 28% ammonia water, 60 g of water 2 m
Rises to 85 ° C in 40 minutes while stirring at a blade peripheral speed of /
And reacted and cured at the same temperature for 180 minutes.
Magnetite particles covered and hardened phenolic tree
A composite consisting of fat was produced. Next, in the flask
Was cooled to 30 ° C. and 0.5 l of water was added.
Thereafter, the supernatant was removed, and the lower layer precipitate was washed with water.
Air dried. Then, this is put under reduced pressure (5 mmHg or less)
After drying at 50 to 60 ° C., the composite sphere (hereinafter, composite sphere)
A). The obtained composite sphere A has a number average particle size.
70 μm, and a scanning electron microscope photograph (× 10
00), it has a spherical shape close to a true sphere.
As shown in the scanning electron micrograph (× 10000) of
The surface of the composite sphere was uneven. Also, the magneta
The content of the particles was 86.3% by weight,
Conversion was 74 emu / g. Examples 2 to 10, Comparative Examples 1 and 2 Types and amounts of inorganic particles, types and amounts of lipophilic treatment agents,
Type and amount of phenols, amount of 37% formalin, salt
Various types and amounts of basic catalyst, amount of water and stirring blade speed
Except having changed, composites B through
L was obtained. Table 1 shows the main manufacturing conditions at this time,
Table 2 shows various characteristics. The composites obtained in Examples 2 to 10 were scanned
Observations by scanning electron microscope show that each of them has a spherical shape close to a true sphere
Was. Composite spherical product obtained in Example 3 and Example 4
Is a scanning electron micrograph (× 300) of FIG. 3, and FIG.
Each is shown in a scanning electron micrograph (× 3000).
The composite obtained in Comparative Example 1 is a scanning electron microscope shown in FIG.
As shown in the photograph (× 300), it had an irregular shape. Ma
The composite obtained in Comparative Example 2 was observed with a scanning electron microscope.
As a result of the observation, it was found that the average particle diameter was 10 μm or less.
Was. Examples 2 and 3,
"KBM-602 (trade name: used in each of Examples 5 and 8)
Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is a silane cup with an amino group.
It is a ring agent and each of Examples 4, 6, 7, 9, 10
"KBM-403" (trade name: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
Is a silane coupling agent having an epoxy group.
You. In Example 9, commercially available phenolic resin was used.
Novolac resin "Barcam TD-213 (product
Name: Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) "
Use 20g of methanol in addition to water to dissolve in water
Was. In Example 10, commercially available water was used as the phenol resin.
"Plyofen 5023" which is a soluble resol resin
(Trade name: manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.). Comparative Example 3 50 g of phenol, 37%
6.5 g of formalin, spherical particles having an average particle size of 0.24 μm
400 g of gnetite, 7.8 g of 28% ammonia water,
1 g of calcium iodide and 100 g of water are added with stirring
While stirring at a blade peripheral speed of 2 m / sec.
° C, react at the same temperature for 180 minutes, cure,
A composite consisting of gnetite and cured phenolic resin
Generated. Next, cool the contents in the flask to 30 ° C.
And after adding 0.5 l of water, the supernatant is removed,
The lower composite was washed with water and air-dried. Then this
Is dried under reduced pressure (5 mmHg or less) at 50 to 60 ° C.
A composite sphere (hereinafter, referred to as composite sphere M) was obtained. Get
Table 2 shows various properties of the obtained composite sphere M. <Coating with Metal> Examples 11 to 17 Comparative Example 4 Preparation of Palladium Hydrosol Samples A to C; Sample: A
Dissolve in 2.5 ml of an aqueous solution containing 250 μmol,
To 94 ml with pure water. This solution is stirred vigorously
While stearyl trimethyl ammonium chloride
1 ml of an aqueous solution containing 10 mg is added, followed by hydrogenation
5 ml of an aqueous solution containing 200 μmol of sodium iodide is dropped
When lowered, the color of the solution changes suddenly, and the color is black-brown and transparent at pH 9.0.
Palladium hydrosol was obtained. Sample: B Polyethylene glycol-p-nonyl as a surfactant
Phenyl ether (Polyethylene glycol polymerization degree 1
PH 8.5 in the same manner as in Sample A except that 0) was used.
Of palladium hydrosol was obtained. Sample: C sodium dodecylbenzenesulfonate as a surfactant
PH 8.7 in the same manner as Sample A, except that
A palladium hydrosol was obtained. Preparation of Metal Plating Solution Samples I to III; Sample: I (Preparation of Nickel Plating Solution) 0.1 mol of anhydrous nickel (II) chloride at 4 mol / l
Dissolved in an aqueous ammonia solution at a concentration of 0.2 mol /
l of sodium hypophosphite 500 ml and add a total volume of 1
and then adjust the pH of the solution to 8.9 with concentrated hydrochloric acid.
Was. Sample: II (Preparation of Cobalt Plating Solution) 0.05 mol of cobalt (II) sulfate heptahydrate, 0.05 mol.
2 mol sodium hypophosphite, 0.2 mol que
Sodium phosphate dihydrate and 0.5 mol of sulfuric acid
Dissolve monium in pure water to make a total volume of 1 liter.
A pH of 1 was added by adding a 7.4 mol / l aqueous ammonia solution.
Adjusted to zero. Sample: III (Preparation of copper plating solution) 0.8 mol / l of Rossell salt and 0.8 mol / l of
Sodium hydroxide and 0.5 mol / l copper sulfate (I
I) Dissolve pentahydrate in pure water to make 100 ml, and add 3 ml
100 ml of a 5% formaldehyde solution was mixed. Example 11 A composite particle A having an average particle diameter of 70 μm (conductivity 6.3 ×
10 -8 S / cm) of 10 g of palladium hydro
Immersed in 300 ml of water at room temperature for 60 minutes, washed with water and filtered
did. Composite granules adsorbed with the above palladium colloid
The product A was immersed in the nickel chemical plating solution of Sample I at room temperature.
Thereafter, it was washed with water and dried. The conductivity of the obtained composite granule is
1.3 S / cm. As a result of observation with an electron microscope, a particle table was obtained.
It was confirmed that the surface was uniformly and firmly plated.
Was. Examples 12 to 16 and Comparative Example 4 Composite granules to be plated, palladium hydrosol
Implemented except for various types of plating and chemical plating solution
Obtain composite spheres plated with metal in the same manner as in Example 11.
Was. Main manufacturing conditions and metal-plated composite spheres
Table 3 shows the properties of the article. Further, in Examples 11 to 16
The metal-plated composite sphere obtained in each example was
As a result of electron microscope observation, the particle surface is uniform and strong.
It was confirmed that plating was performed. Obtained in Comparative Example 4
Metal-plated composite spheres are made of calcium fluoride
Because the control of conductivity is not enough due to the presence of
Metal coating was found to be insufficient and uneven
You. Example 17 10 g of the composite granules A was 1.7 g of stannous chloride, concentrated hydrochloric acid
Disperse and mix in a solution consisting of 3.0 ml and 150 ml of water
After leaving for 60 minutes, the mixture was filtered off. The resulting particle powder
To 0.13 g of palladium chloride, 3.0 ml of concentrated hydrochloric acid and water
Disperse and mix in a 150 ml solution and leave for 60 minutes
After that, the mixture was separated by filtration and activated. Activation process
The composite granules were recovered using the nickel plating solution of Sample I.
Nickel plating was performed in the same procedure as in Example 11. [Table 1] [Table 2] [Table 3] The resin composite sphere containing inorganic particles according to the present invention
The particles are made up of inorganic particles whose surface is
And a spherical composite comprising a phenolic resin and a phenolic resin.
The number average particle diameter of the composite is more than 10 μm and not more than 1000 μm
Below, and the content of the inorganic particles is 80 to 99 weight
% Of the composite sphere is coated with metal.
Particle size can be controlled over a wide range,
High in particle content and spherical
Also, suspension stabilizers such as water-insoluble inorganic salts and water-soluble polymers
Environment such as moisture resistance due to the absence of surface
Excellent stability and sufficient and uniform metal coating
The presence allows control of conductivity.

【図面の簡単な説明】 【図1】実施例1で得られた複合球状物の粒子構造を示
す走査型電子顕微鏡写真(×1000)である。 【図2】実施例1で得られた複合球状物の表面の粒子構
造を示す走型査電子顕微鏡写真(×10000)であ
る。 【図3】実施例3で得られた複合球状物の粒子構造を示
す走査型電子顕微鏡写真(×300)である。 【図4】実施例4で得られた複合球状物の粒子構造を示
す走査型電子顕微鏡写真(×3000)である。 【図5】比較例1で得られた複合球状物の粒子構造を示
す走査型電子顕微鏡写真(×300)である。 【図6】実施例11で得られた金属で被覆された複合球
状物の粒子構造を示す走査型電子顕微鏡写真(×100
0)である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a scanning electron micrograph (× 1000) showing the particle structure of the composite sphere obtained in Example 1. FIG. 2 is a scanning electron micrograph (× 10000) showing the particle structure of the surface of the composite sphere obtained in Example 1. FIG. 3 is a scanning electron micrograph (× 300) showing the particle structure of the composite sphere obtained in Example 3. FIG. 4 is a scanning electron micrograph (× 3000) showing the particle structure of the composite sphere obtained in Example 4. FIG. 5 is a scanning electron micrograph (× 300) showing the particle structure of the composite sphere obtained in Comparative Example 1. FIG. 6 is a scanning electron micrograph (× 100) showing the particle structure of a composite spherical object coated with metal obtained in Example 11.
0).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 敏樹 広島県大竹市明治新開1番4戸田工業株 式会社大竹工場内 (56)参考文献 特開 平3−263801(JP,A) 特開 平3−152553(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08J 3/12 - 3/16 B01J 2/00,13/02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Toshiki Matsui 1-4, Meiji Shinkai, Otake City, Hiroshima Prefecture Inside the Otake Plant of Toda Kogyo Co., Ltd. (56) References JP-A-3-263801 (JP, A) JP-A 3-152553 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C08J 3/12-3/16 B01J 2/00, 13/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 表面が親油化処理されている無機物粒子
と硬化したフェノール樹脂とからなり、懸濁安定剤を含
まない球形を呈した複合物であって、該複合物の数平均
粒子径が10μmを越え1000μm以下で、且つ、前
記無機物粒子の含有量が80〜99重量%である複合球
状物の表面が金属で被覆されていることを特徴とする無
機物粒子含有樹脂複合球状物粉体。
(57) [Claims] [Claim 1] The surface is composed of lipophilic inorganic particles and a hardened phenol resin, and contains a suspension stabilizer.
A composite exhibited Manai sphere shape, the composite number average particle diameter of 10μm or less 1000μm beyond is, and, the surface of the composite spherical matter content is 80 to 99% by weight of the inorganic particles a metal A resin composite spherical powder containing inorganic particles, characterized by being coated with:
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