JP4578400B2 - Toner external additive for electrophotography - Google Patents
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Description
本発明は、新規な変性シリカ粉末よりなる電子写真用トナー外添剤に関する。詳しくは、トナーへのストレスによる帯電量の変化を効果的に抑制し、且つ、流動性の付与力にも優れた変性シリカ粉末よりなる電子写真用トナー外添剤に関する。 The present invention relates to an electrophotographic toner external additive comprising a novel modified silica powder. For more information, effectively suppress a change in charge amount due to stress on the bets toner and relates to an electrophotographic toner external additive made of good-modified silica powder to impart force of fluidity.
電子写真法は、代表的には、帯電、露光により感光体表面に潜像を形成させ、潜像を帯電したトナーにより現像し、感光体表面のトナーを紙や中間転写体等に転写し、紙等に転写されたトナーを、熱を加えることにより定着させるものである。シリカ等の外添剤は、トナーの表面に付着しており、トナーへの流動性の付与、帯電効率の向上、転写性の向上等の効果を発揮する。 The electrophotographic method typically forms a latent image on the surface of a photoreceptor by charging and exposure, develops the latent image with charged toner, transfers the toner on the surface of the photoreceptor to paper, an intermediate transfer body, etc. The toner transferred onto paper or the like is fixed by applying heat. An external additive such as silica adheres to the surface of the toner and exhibits effects such as imparting fluidity to the toner, improving charging efficiency, and improving transferability.
近年、環境負荷の低減が重要視されており、コピー機、プリンターといった電子写真法を利用した現像機においては、消費電力の低減が求められている。 In recent years, reduction of environmental load has been regarded as important, and in a developing machine using electrophotography such as a copying machine or a printer, reduction of power consumption is required.
消費電力の低減には、トナーを定着させる際に加える熱量を低減させることが有効である。そのため、トナー樹脂の軟化点は低下する方向にある。トナー樹脂の軟化点が低下すると、現像機内で受けるストレス、例えばトナーを帯電させる際に、キャリアや帯電ブレードから受ける圧力により、外添剤がトナーに埋没しやすくなる。 In order to reduce power consumption, it is effective to reduce the amount of heat applied when fixing toner. For this reason, the softening point of the toner resin tends to decrease. When the softening point of the toner resin is lowered, the external additive is easily embedded in the toner due to stress received in the developing machine, for example, pressure received from the carrier or the charging blade when the toner is charged.
このような外添剤の埋没が起こると、トナーの帯電量が変化するという問題が発生する。この問題を解決するため、平均一次粒径が50〜200nm程度の大粒径の外添剤をトナーに添加すると、外添剤の埋没防止に効果があり、これによりトナーのストレスによる帯電量の変化を抑制することが知られている(特許文献1、2、3参照)。 When such external additives are buried, there arises a problem that the charge amount of the toner changes. In order to solve this problem, adding an external additive having a large average particle diameter of about 50 to 200 nm to the toner has an effect of preventing the external additive from being buried, thereby reducing the charge amount due to the stress of the toner. It is known to suppress changes (see Patent Documents 1, 2, and 3).
しかしながら、上記の大粒径外添剤を用いた場合でも、ストレスによる帯電量の変化を十分に抑制することはできず、更なる改善が求められていた。 However, even when the above-described large particle size external additive is used, the change in the charge amount due to stress cannot be sufficiently suppressed, and further improvement has been demanded.
したがって、本発明の目的は、トナーへのストレスによる帯電量の変化を効果的に抑制することが可能であり、トナー用外添剤として好適に使用できる変性シリカ粉末を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a modified silica powder that can effectively suppress a change in charge amount due to stress on the toner and can be suitably used as an external additive for toner.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、炭素数が8個以上のアルキル基を含む特定のシランカップリング剤により処理された変性シリカ粉末は、トナーへのストレスによる帯電量変化の抑制に高い効果があることが本発明者らの実験によって判明した。これは、長鎖のアルキル基がもつ潤滑性が、トナーへのストレスをうまく逃がすように作用しているものと推定される。 The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above problems. As a result, the present inventors have found that the modified silica powder treated with a specific silane coupling agent containing an alkyl group having 8 or more carbon atoms is highly effective in suppressing the change in charge amount due to stress on the toner. It became clear by experiment. This is presumed that the lubricity of the long-chain alkyl group acts so as to release stress on the toner well.
しかしながら、上記のシランカップリング剤により処理されたシリカ粉末は、トナー用外添剤として本来求められる性能であるトナーに対する流動性付与力をある程度犠牲にするものであった。 However, the silica powder treated with the above silane coupling agent sacrifices the fluidity imparting power to the toner, which is the performance originally required as an external additive for the toner, to some extent.
そこで、本発明者らは、上記の特定のシランカップリング剤により処理されたシリカ粉末の流動性付与力を改善すべく、更に検討を進めた。その結果、前記炭素数が8個以上のアルキル基を含むシランカップリング剤による処理に、ヘキサメチルジシラザンによる処理を併用し、且つ、それぞれの処理剤によるシリカ粉末への処理量を適度に調整することにより、前記特定のシランカップリング剤による帯電量変化に対する優れた抑制効果を阻害することなく、トナーに対する流動性付与力を向上せしめることができ、よって、前記目的を達成し得ることを見出し、本発明を成功させるに至った。 Therefore, the present inventors have further studied to improve the fluidity imparting power of the silica powder treated with the specific silane coupling agent. As a result, the treatment with hexamethyldisilazane is used in combination with the treatment with the silane coupling agent containing an alkyl group having 8 or more carbon atoms, and the amount of treatment with each treatment agent is appropriately adjusted. Thus, it has been found that the fluidity imparting power to the toner can be improved without impairing the excellent suppression effect on the change in the charge amount by the specific silane coupling agent, and thus the object can be achieved. The present invention has been made successful.
即ち本発明によれば、比表面積が10〜60m2/であるシリカ粉末をデシルトリメトキシシラン、およびヘキサメチルジシラザンによって表面処理した変性シリカ粉末であり、該シリカ粉末表面1nm2当り、該デシルトリメトキシシランが1.1〜2.5個、ヘキサメチルジシラザンの表面処理により導入されるトリメチルシリル基が0.2〜1.2個の割合で存在することを特徴とする変性シリカ粉末よりなることを特徴とする電子写真用トナー外添剤が提供される。
That is, according to the present invention, a modified silica powder treated surface specific surface area decyltrimethoxysilane silica powder is 10 to 60 m 2 /, and the hexamethyldisilazane, the silica powder surface 1 nm 2 per the decyl Trimethoxysilane is 1. Electrons characterized by comprising modified silica powder characterized in that 1 to 2.5 , trimethylsilyl groups introduced by the surface treatment of hexamethyldisilazane are present in a ratio of 0.2 to 1.2. Photographic toner external additives are provided.
尚、本発明において、変性シリカ粉末の表面に存在するシランカップリング剤とトリメチルシリル基の表面処理量は、29Si−固体NMR法により定量することができる。詳細には後述の実施例に示すが、概略を示せば、標準サンプルとして、シランカップリング剤の表面処理量が既知のサンプル(シリカ粉末)とヘキサメチルジシラザンの表面処理によりトリメチルシリル基の導入量が既知のサンプル(シリカ粉末)とをそれぞれ準備し、29Si−固体NMR法により、シランカップリング剤の29Si原子に由来するケミカルシフト−67〜−49ppmのピーク、及びトリメチルシリル基の29Si原子に由来するケミカルシフト8ppmのピーク面積と、原体シリカ粉末の29Si原子に由来するケミカルシフト−108ppmとのピーク面線との比を求める。更に、測定対象となる変性シリカ粉末について同様の方法によりピーク面積の比を求め、標準サンプルのピーク面積比と比較することにより求める。 In the present invention, the surface treatment amount of the silane coupling agent and trimethylsilyl group present on the surface of the modified silica powder can be quantified by 29 Si-solid NMR method. The details will be described in the examples described later. As an outline, a sample having a known surface treatment amount of the silane coupling agent (silica powder) and the amount of trimethylsilyl group introduced by the surface treatment of hexamethyldisilazane as a standard sample. And a sample (silica powder) having a known chemical shift by 29 Si-solid NMR method, a chemical shift peak derived from 29 Si atoms of the silane coupling agent, a peak of −67 to −49 ppm, and a 29 Si atom of the trimethylsilyl group. The ratio between the peak area of the chemical shift derived from 8 ppm and the peak plane line of the chemical shift of -108 ppm derived from the 29 Si atom of the raw silica powder is obtained. Further, the ratio of peak areas is obtained by the same method for the modified silica powder to be measured, and is obtained by comparing with the peak area ratio of the standard sample.
そして、シリカ粉末の比表面積を、変性シリカ粉末を窒素雰囲気中において600℃で、1時間加熱することで表面処理剤を除去した後に、BET法で測定して求め、上記の29Si−固体NMR法により求めた表面処理量を、かかるシリカ粉末の比表面積で割ることにより、前記シリカ表面積当りの表面処理量を算出することができる。 Then, a specific surface area of the silica powder, the modified silica powder at 600 ° C. in a nitrogen atmosphere, after removing the surface treatment agent by heating 1 hour, determined by measuring the BET method, above 29 Si- solid NMR The surface treatment amount per silica surface area can be calculated by dividing the surface treatment amount obtained by the method by the specific surface area of the silica powder.
尚、本発明の変性シリカ粉末の表面に存在しているシランカップリング剤は、後記の式(1)の構造のまま存在している場合もあるが、通常は、3つのアルコキシ基の一部、あるいは全部が、シリカ粉末の表面、または、シランカップリング剤同士で反応し、構造が変化した状態で存在している。しかし、これらいずれの場合でも、シリカ粉末の表面に存在するシランカップリング剤の29Si原子に由来するケミカルシフト−67〜−49ppmのピークを検出し、その量をシランカップリング剤の存在量として定量することができる。 The silane coupling agent present on the surface of the modified silica powder of the present invention may exist in the structure of the following formula (1), but usually a part of three alkoxy groups. Alternatively, all of them are present on the surface of the silica powder or in a state where the structure is changed by reacting with the silane coupling agent. However, in any of these cases, a peak at a chemical shift of −67 to −49 ppm derived from 29 Si atoms of the silane coupling agent present on the surface of the silica powder is detected, and the amount is regarded as the abundance of the silane coupling agent. It can be quantified.
また、前記シランカップリング剤、およびトリメチルシリル基の29Si原子に由来するピークは、ピーク位置が重複することがないので、変性シリカ粉末の表面に存在するシランカップリング剤及びヘキサメチルジシラザンの存在量を確実に求めることができる。 In addition, since the peak derived from the 29 Si atom of the silane coupling agent and the trimethylsilyl group does not overlap, the presence of the silane coupling agent and hexamethyldisilazane present on the surface of the modified silica powder The amount can be determined reliably.
本発明のシリカ粉末は、トナーへのストレスによる帯電量の変化を極めて効果的に抑制することが可能であり、且つ、かかる性能を有しながらも、流動性付与力にも優れているため、トナー用外添剤として好適に使用することが可能である。 Since the silica powder of the present invention can extremely effectively suppress a change in charge amount due to stress on the toner, and has such performance, it also has excellent fluidity imparting power. It can be suitably used as an external additive for toner.
本発明において、変性シリカ粉末の原体となるシリカ粉末(以下、「原体シリカ粉末」ともいう。)は、公知の方法によって得られたシリカが特に制限なく使用されるが、ヒュームドシリカ、湿式シリカ、ゾル−ゲル法シリカなどが代表的である。また、これらのシリカは一部又は全部が溶融されたシリカであっても良い。 In the present invention, silica powder (hereinafter, also referred to as “raw silica powder”) that is a base of the modified silica powder is silica obtained by a known method without particular limitation. Typical examples include wet silica and sol-gel silica. Further, these silicas may be silica partially or wholly melted.
上記ヒュームドシリカとは、珪素化合物、特に珪素のハロゲン化物、一般には珪素の塩化物、通常は、精製した四塩化珪素を酸水素火炎中で燃焼して製造されるシリカ粒子をいう。上記ヒュームドシリカは、沈澱法シリカ等の湿式法で製造されるシリカと区別するため、「乾式シリカ」或いは「気相法シリカ」とも呼ばれることもある。 The fumed silica refers to silica particles produced by burning a silicon compound, particularly silicon halide, generally silicon chloride, usually purified silicon tetrachloride, in an oxyhydrogen flame. The fumed silica is sometimes referred to as “dry silica” or “vapor phase silica” in order to distinguish it from silica produced by a wet method such as precipitated silica.
また、湿式シリカとしては、珪酸ソーダを鉱酸で中和することによって溶液中でシリカを析出させる沈澱法シリカが代表的である。一般的には、「ホワイトカーボン」とも称されている。 Moreover, the wet silica is typically precipitated silica in which silica is precipitated in a solution by neutralizing sodium silicate with a mineral acid. Generally, it is also called “white carbon”.
尚、同様に珪酸ソーダを酸で中和することによって作るゲル法シリカも湿式シリカの一種であり、これを粉砕したものは本発明の原体シリカ粉末として用いることができる。 Similarly, gel silica prepared by neutralizing sodium silicate with an acid is also a kind of wet silica, and a pulverized one can be used as the raw silica powder of the present invention.
湿式シリカも製造条件を変えることにより各種のシリカが得られており、比表面積がおよそ50〜1000m2/gの範囲のものが得られている。湿式シリカは、その製造方法より、一次粒子径がおよそ3〜50nmの微細粒子が合成途中で凝集した凝集粒子であると考えられている。これらの湿式シリカは、通常、中和反応後に濾過や洗浄を行い、乾燥後、必要により粉砕して粉末として得られる。一般的に、入手可能な湿式シリカ粒子の平均粒子径は1〜数100μmである。 Various types of wet silica are also obtained by changing the production conditions, and those having a specific surface area in the range of about 50 to 1000 m 2 / g are obtained. Wet silica is considered to be agglomerated particles obtained by aggregating fine particles having a primary particle diameter of about 3 to 50 nm in the course of synthesis due to the production method. These wet silicas are usually obtained as a powder by filtering or washing after the neutralization reaction, drying and then pulverizing as necessary. Generally, the average particle diameter of the available wet silica particles is 1 to several 100 μm.
更に、ゾル−ゲル法シリカは、テトラメトキシシランやテトラエトキシシランなどの珪素のアルコキシドを酸性あるいはアルカリ性の含水有機溶媒中で加水分解することによって作るものである。珪素のアルコキシドは高価であるが、原料が蒸留によって高純度化できるため極めて高純度のシリカが得られるという特徴がある。加水分解を酸性もしくはアルカリ性の濃厚溶液中で行うと、バルク状のシリカが得られ、それを粉砕することによって、1〜数100μmの不定形のシリカ粒子が得られる。 Further, the sol-gel silica is produced by hydrolyzing a silicon alkoxide such as tetramethoxysilane or tetraethoxysilane in an acidic or alkaline water-containing organic solvent. Although silicon alkoxides are expensive, they are characterized in that extremely high purity silica can be obtained because the raw material can be highly purified by distillation. When hydrolysis is carried out in an acidic or alkaline concentrated solution, bulk silica is obtained, and by pulverizing it, amorphous silica particles of 1 to several hundred μm are obtained.
本発明において、原体シリカ粉末は、上述した種類の中から、用途に応じて好適なシリカ、及び粒径(比表面積)のものを選択して使用すればよい。その中で、流動性付与効果、トナー表面での分散性に優れた、ヒュームドシリカが好適に使用される。 In the present invention, the active silica powder may be selected from the above-mentioned types, and suitable silica and particle size (specific surface area) may be selected depending on the application. Among them, fumed silica having excellent fluidity-imparting effect and excellent dispersibility on the toner surface is preferably used.
本発明において、上述の原体シリカ粉末は、公知の物性を有するものが何ら制限なく使用されるが、比表面積については、10〜400m2/g、特に、10〜380m2/gが好ましい。即ち、トナー用外添剤として用いる場合には、比表面積が高いものほど流動性付与力に優れる傾向にあり、比表面積が低いものほど転写性の向上効果に優れる傾向がある。転写性の向上効果を付与する目的では、比表面積は10〜50m2/gであることが特に好ましい。 In the present invention, the raw silica powder having known physical properties is used without any limitation, but the specific surface area is preferably 10 to 400 m 2 / g, particularly 10 to 380 m 2 / g. That is, when used as an external additive for toner, the higher the specific surface area, the better the fluidity imparting force, and the lower the specific surface area, the better the transferability improving effect. For the purpose of imparting the effect of improving transferability, the specific surface area is particularly preferably 10 to 50 m 2 / g.
更に、原体シリカ粉末としては、シリカの単独成分に限定されず、シリカとチタニア、あるいはシリカとアルミナ等のシリカ系複合酸化物、あるいはシリカ表面をチタニア、アルミナ等で被覆した粉末なども用いることができる。 Furthermore, the raw silica powder is not limited to a single component of silica, and silica-based composite oxides such as silica and titania, or silica and alumina, or powder having a silica surface coated with titania, alumina, or the like may be used. Can do.
本発明の変性シリカ粉末に用いるシランカップリング剤は、下記の式(1)で示すものである。 The silane coupling agent used for the modified silica powder of the present invention is represented by the following formula (1).
CnH2n+1Si(OR)3(1)
(式中、nは8以上の整数を示し、Rはアルキル基を示す。)
上記(1)式において、アルキル鎖の長さを示すnは8以上である必要がある。即ち、nが8より小さいものを用いた場合には、ストレスによる帯電量の変化を抑制すことが困難となり、本発明の目的を達成することはできない。nが12以下のものは、熱に対する安定性が良好であるため好適に使用することができる。
C n H 2n + 1 Si (OR) 3 (1)
(In the formula, n represents an integer of 8 or more, and R represents an alkyl group.)
In the above formula (1), n indicating the length of the alkyl chain needs to be 8 or more. That is, when n having a value smaller than 8 is used, it is difficult to suppress the change in the charge amount due to stress, and the object of the present invention cannot be achieved. Those having n of 12 or less can be suitably used since they have good heat stability.
本発明に用いるシランカップリング剤を例示すると、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン、テトラデシルトリメトキシシラン、テトラデシルトリエトキシシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Examples of silane coupling agents used in the present invention include octyltrimethoxysilane, octyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, decyltriethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane, dodecyltriethoxysilane, tetradecyltrimethoxysilane, tetradecyl. Examples include triethoxysilane, hexadecyltrimethoxysilane, hexadecyltriethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, and octadecyltriethoxysilane.
本発明の変性シリカ粉末におけるシランカップリング剤の表面処理量は、原体シリカ粉末1nm2当りの表面処理量が1.0〜3.0個になるように調整する必要がある。この範囲より少ない場合には、ストレスによる帯電量の変化を効果的に抑制することが困難となり、この範囲より多い場合には、ヘキサメチルジシラザンによる処理効果による流動性の向上効果を十分発揮することができなくなり、得られる変性シリカ粉末をトナー外添剤として使用する場合、流動性を付与する能力に劣るものとなる。 It is necessary to adjust the surface treatment amount of the silane coupling agent in the modified silica powder of the present invention so that the surface treatment amount per 1 nm 2 of the raw silica powder is 1.0 to 3.0. When the amount is less than this range, it is difficult to effectively suppress the change in the charge amount due to stress. When the amount is more than this range, the fluidity improvement effect due to the treatment effect by hexamethyldisilazane is sufficiently exhibited. When the resulting modified silica powder is used as an external toner additive, the ability to impart fluidity is inferior.
また、本発明において、変性シリカ粉末の表面に存在するヘキサメチルジシラザンの表面処理により導入されるトリメチルシリル基の量は、0.2〜1.2個程度になるように調整する必要がある。即ち、トリメチルシリル基の量がこの範囲より小さい場合には、トナーの外添剤として使用した場合の流動性を付与する効果が小さくなり、逆に、この範囲より大きい場合には、前記シランカップリング剤による効果を低下させ、トナーの外添剤として使用した場合の耐ストレス性を低下させる。
In the present invention, the amount of trimethylsilyl groups introduced by the surface treatment of hexamethyldisilazane present on the surface of the modified silica powder is 0.2 to 1. It is necessary to adjust so that it becomes about two . That is, when the amount of the trimethylsilyl group is smaller than this range, the effect of imparting fluidity when used as an external additive of the toner is reduced. The effect of the agent is reduced, and the stress resistance when used as an external additive for the toner is reduced.
本発明の変性シリカ粉末は、前記の構成を満足することによって目的を達成することができるが、更には、シランカップリング剤の表面処理量における物理吸着分を少なくすることが好ましい。本発明のシリカ粉末をトナー用外添剤として用いた場合に、シランカップリング剤の物理吸着分は、感光体に付着することによりフィルミングを引き起こす原因となる場合がある。 The modified silica powder of the present invention can achieve the object by satisfying the above-described configuration, but it is further preferable to reduce the physical adsorption in the surface treatment amount of the silane coupling agent. When the silica powder of the present invention is used as an external additive for toner, the physical adsorption of the silane coupling agent may cause filming by adhering to the photoreceptor.
上記のシランカップリング剤の物理吸着分は、シリカ粉末の炭素量C1(%)とシリカ粉末をクロロホルム抽出した後の炭素量C2(%)との差(ΔC(%))によって求めることができる。ΔC(%)は、0.2%以下であることが好ましい。 The amount of physical adsorption of the silane coupling agent is determined by the difference (ΔC (%)) between the carbon amount C 1 (%) of the silica powder and the carbon amount C 2 (%) after the silica powder is extracted with chloroform. Can do. ΔC (%) is preferably 0.2% or less.
上記ΔC(%)は、シランカップリング剤の表面処理方法により、変化する。具体的には、前記湿式処理法により処理した場合には、ΔC(%)は大きくなる傾向にある。また、前記乾式処理法により処理した場合には、処理温度が低いほど、ΔC(%)は大きくなる傾向にある。ΔC(%)を小さくする目的では、200℃以上の温度で処理を行うことが好ましい。 The ΔC (%) varies depending on the surface treatment method of the silane coupling agent. Specifically, ΔC (%) tends to increase when the wet processing method is used. Moreover, when it processes by the said dry processing method, (DELTA) C (%) tends to become large, so that process temperature is low. For the purpose of reducing ΔC (%), it is preferable to perform the treatment at a temperature of 200 ° C. or higher.
本発明のシリカ粉末の表面処理は、シランカップリング剤、及びヘキサメチルジシラザンのみで行なわれるものとは限らず、目的に応じてシリコーンオイル、ジメチルジクロロシラン等の表面処理剤とも併用することができる。 The surface treatment of the silica powder of the present invention is not necessarily performed only with a silane coupling agent and hexamethyldisilazane, and may be used in combination with a surface treatment agent such as silicone oil or dimethyldichlorosilane depending on the purpose. it can.
本発明の変性シリカ粉末を得るための、シランカップリング剤、およびヘキサメチルジシラザンによる原体シリカ粉末の表面処理方法は、特に限定されない。例えば、原体シリカ粉末と適当量のシランカップリング剤、ヘキサメチルジシラザンを接触させることによって処理することができる。 The surface treatment method of the raw silica powder with silane coupling agent and hexamethyldisilazane for obtaining the modified silica powder of the present invention is not particularly limited. For example, it can be processed by contacting the raw silica powder with an appropriate amount of a silane coupling agent and hexamethyldisilazane.
この場合のシランカップリング剤とヘキサメチルジシラザンによる処理は、同時に行ってもよいし、逐次に行ってもよい。シランカップリング剤で適度に処理した後に、ヘキサメチルジシラザンで表面処理する方法は、それぞれの表面処理量を制御しやすいため、好適である。 In this case, the treatment with the silane coupling agent and hexamethyldisilazane may be performed simultaneously or sequentially. A method of treating with hexamethyldisilazane after moderately treating with a silane coupling agent is preferable because each surface treatment amount can be easily controlled.
上記シランカップリング剤による処理は、特に制限されないが、次の2つの方法により行うことが好ましい。 The treatment with the silane coupling agent is not particularly limited, but is preferably performed by the following two methods.
1.原体シリカ粉末を分散させた溶媒中に、一定量のシランカップリング剤を溶解させ、シリカ粉末の表面と反応させた後に溶媒を除去する方法。この方法は、好適には、アミン類、アンモニア、酢酸、塩酸等の触媒の存在下で行うことができる。 1. A method of removing a solvent after dissolving a certain amount of a silane coupling agent in a solvent in which a raw silica powder is dispersed and reacting with the surface of the silica powder. This method can be suitably carried out in the presence of a catalyst such as amines, ammonia, acetic acid, hydrochloric acid and the like.
2.原体シリカ粉末をミキサー内で攪拌混合しながら、処理剤を噴霧し、一定時間そのまま保持し、未反応の処理剤を窒素パージ等で除去する方法。(以下、「乾式法」と称する場合もある。)好適には、溶媒で薄めた処理剤を噴霧することができる。この方法は、アミン類、アンモニア、酢酸、塩酸等の触媒の存在下で行うことができる。 2. A method of spraying the processing agent while stirring and mixing the raw silica powder in a mixer, holding it for a certain period of time, and removing the unreacted processing agent by nitrogen purge or the like. (Hereinafter, it may be referred to as a “dry method.”) A treatment agent diluted with a solvent can be preferably sprayed. This method can be carried out in the presence of a catalyst such as amines, ammonia, acetic acid and hydrochloric acid.
本発明のシランカップリング剤による処理は、上記2つの表面処理方法のうち、表面の均一性、及び溶媒を乾燥させる工程により発生し易いシリカ粉末の凝集がないという点で、乾式法により行うことが好ましい。 Of the above two surface treatment methods, the treatment with the silane coupling agent of the present invention is performed by a dry method in terms of surface uniformity and the absence of agglomeration of silica powder that is likely to occur due to the step of drying the solvent. Is preferred.
シランカップリング剤による処理を乾式法で行う場合の好適な実施形態としては、原体シリカ粉末を反応容器内にいれ、容器内を窒素等の不活性ガスで置換し、200℃〜260℃程度の処理温度において、容器を密閉した状態でノズル等を用いて処理剤を噴霧し、そのまま一定時間、好ましくは、30分間から2時間程度そのままの状態を保持する方法を挙げることができる。上記処理において、予めミキサー内に分圧にして30〜100kPa程度の水蒸気を存在させることは、シランカップリング剤の反応性を促進する上で好ましい。 In a preferred embodiment when the treatment with the silane coupling agent is performed by a dry method, the raw silica powder is placed in a reaction vessel, the inside of the vessel is replaced with an inert gas such as nitrogen, and the temperature is about 200 ° C to 260 ° C. In this processing temperature, there can be mentioned a method in which the processing agent is sprayed using a nozzle or the like while the container is sealed, and the state is maintained as it is for a certain period of time, preferably about 30 minutes to 2 hours. In the above treatment, it is preferable that water vapor of about 30 to 100 kPa exists in advance in the mixer so as to promote the reactivity of the silane coupling agent.
一方、本発明における原体シリカ粉末のヘキサメチルジシラザンによる表面処理は、公知の方法が制限なく採用される。好適には、シランカップリング剤による表面処理方法で記述した乾式法により行うことができる。 On the other hand, for the surface treatment of the raw silica powder in the present invention with hexamethyldisilazane, a known method is adopted without limitation. Preferably, it can be performed by the dry method described in the surface treatment method using a silane coupling agent.
ヘキサメチルジシラザンによる処理の好適な実施形態としては、200℃〜300℃程度の処理温度において、内部にシリカ粉末が存在する状態で反応容器を密閉し、ノズル等を用いてヘキサメチルジシラザンを噴霧し、そのまま一定時間、好ましくは、30分間から2時間程度そのままの状態を保持する方法を挙げることができる。上記処理において、予め反応容器内に分圧にして30〜100kPa程度の水蒸気を存在させることは、ヘキサメチルジシラザンの反応性を促進する上で好ましい。 As a preferred embodiment of the treatment with hexamethyldisilazane, at a treatment temperature of about 200 ° C. to 300 ° C., the reaction vessel is sealed in a state where silica powder is present inside, and hexamethyldisilazane is added using a nozzle or the like. A method of spraying and maintaining the state as it is for a certain period of time, preferably about 30 minutes to 2 hours can be mentioned. In the above treatment, it is preferable that water vapor having a partial pressure of about 30 to 100 kPa is previously present in the reaction vessel in order to promote the reactivity of hexamethyldisilazane.
上述の処理方法において、得られる変性シリカ粉末におけるシランカップリング剤の表面処理量の調整は、シランカップリング剤の反応率と添加量を調整することにより、行うことでできる。例えば、前記表面処理量とするには、反応率を50%〜80%程度で、理論量の1.2〜2倍程度のシランカップリング剤を添加することによって前記範囲に調整できる。 In the above-described treatment method, the surface treatment amount of the silane coupling agent in the resulting modified silica powder can be adjusted by adjusting the reaction rate and addition amount of the silane coupling agent. For example, the surface treatment amount can be adjusted to the above range by adding a silane coupling agent having a reaction rate of about 50% to 80% and a theoretical amount of about 1.2 to 2 times.
また、上述の処理方法において、得られる変性シリカ粉末におけるヘキサメチルジシラザンによる表面処理量の調整は、ヘキサメチルジシラザンの表面処理をシランカップリング剤の表面処理の前に行う場合は、ヘキサメチルジシラザンの添加量を調整して行うことでできる。ヘキサメチルジシラザンは反応性が高いため、通常100%に近い反応率が得られる。理論量通りに添加することで、調整可能である。 In addition, in the above-described treatment method, adjustment of the surface treatment amount with hexamethyldisilazane in the obtained modified silica powder is performed when the surface treatment of hexamethyldisilazane is performed before the surface treatment of the silane coupling agent. This can be done by adjusting the amount of disilazane added. Since hexamethyldisilazane is highly reactive, a reaction rate close to 100% is usually obtained. It can be adjusted by adding as the theoretical amount.
また、好適な実施形態として、シランカップリング剤による処理の後にヘキサメチルジシラザンの処理を行う場合には、過飽和のヘキサメチルジシラザンにより処理を行うことが好ましい。シランカップリング剤の処理後に残存している原体シリカ粉末表面のシラノール基に対して、ヘキサメチルジシラザンが反応をするため、シランカップリング剤の処理量を適度に、即ち本発明の範囲内に調整することにより、ヘキサメチルジシラザンの処理量も調整可能である。 In a preferred embodiment, when hexamethyldisilazane is treated after treatment with a silane coupling agent, it is preferable to treat with supersaturated hexamethyldisilazane. Since hexamethyldisilazane reacts with the silanol groups on the surface of the raw silica powder remaining after the treatment with the silane coupling agent, the treatment amount of the silane coupling agent is moderate, that is, within the scope of the present invention. The amount of hexamethyldisilazane can also be adjusted by adjusting to.
本発明は、前述した変性シリカ粉末よりなる、電子写真トナー用の外添剤をも提供する。 The present invention also provides an external additive for an electrophotographic toner comprising the above-described modified silica powder.
本発明のトナー用外添剤が適用可能なトナーとしては、黒トナー、及び、カラートナーのいずれにも使用でき、また、磁性一成分、非磁性一成分、二成分等のいずれの電子写真システムにも使用可能である。トナーのバインダー樹脂も、一般的に使用されるスチレン/アクリル共重合体樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等、特に制限なく適用可能である。また、トナー製造方法も、主流の粉砕・混練法はもとより、懸濁重合や乳化重合等の重合法で得られたトナーにも適用できる。 As a toner to which the external additive for toner of the present invention can be applied, any of black toner and color toner can be used, and any electrophotographic system such as magnetic one component, non-magnetic one component, two component, etc. Can also be used. The binder resin for the toner can also be applied without particular limitation, such as commonly used styrene / acrylic copolymer resins, polyester resins, epoxy resins and the like. The toner production method can be applied not only to mainstream pulverization / kneading methods but also to toners obtained by polymerization methods such as suspension polymerization and emulsion polymerization.
本発明のトナー用外添剤は、その他のトナーの構成材料に関しても、公知のものを任意に配合したトナーに対して適用することができる。黒の着色剤やシアン、マゼンタ、イエロー等のカラー着色剤、正帯電及び負帯電の帯電制御剤、ワックス等の離型剤も当該分野で通常使用される材料を何ら制限なく使用できる。 The external additive for toner of the present invention can be applied to a toner arbitrarily blended with other toner constituent materials. Black colorants, color colorants such as cyan, magenta, and yellow, positive and negative charge control agents, and release agents such as wax can be used without any limitation in materials normally used in this field.
本発明の外添剤のトナーに対する添加量は、得られるトナーが所望する特性となるような量であれば、特に制限はされないが、通常0.05〜5重量%、好ましくは0.1〜4重量%とするのが好ましく、公知の方法でトナーに添加できる。 The amount of the external additive of the present invention added to the toner is not particularly limited as long as the obtained toner has desired characteristics, but is usually 0.05 to 5% by weight, preferably 0.1 to 0.1%. The amount is preferably 4% by weight and can be added to the toner by a known method.
さらに、トナーを製造する際には本発明の外添剤を単独で使用してもよいし、必要に応じて本発明の外添剤以外の疎水化シリカ粒子を組合せたり、チタニア、アルミナ等のシリカ以外の酸化物微粒子や、テフロン(登録商標)、ステアリン酸亜鉛、ポリフッ化ビニリデン等の滑剤、あるいはポリエチレン、ポリプロピレン等の定着助剤等の他の添加剤を併用することも可能である。 Furthermore, when the toner is produced, the external additive of the present invention may be used alone, or if necessary, combined with hydrophobic silica particles other than the external additive of the present invention, titania, alumina, etc. Other additives such as oxide fine particles other than silica, lubricants such as Teflon (registered trademark), zinc stearate, polyvinylidene fluoride, and fixing aids such as polyethylene and polypropylene can be used in combination.
以下、本発明を具体的に説明するため、実施例及び比較例を示すが、本発明はこれらの実施例のみに制限されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, examples and comparative examples will be shown to specifically describe the present invention, but the present invention is not limited only to these examples.
本発明のシリカ粉末に関する諸物性の測定方法は、以下の通りである。
(原体シリカ粉末の比表面積の測定)
・サンプルの前処理
変性シリカ粉末を電気炉に入れ、窒素雰囲気中において600℃で、1時間加熱することにより表面処理剤を除去した。この処理を行ったサンプルの炭素量を測定し、表面処理剤が除去されていることを確認した。表面処理剤の除去が不十分であった場合には、更に、窒素雰囲気中、600℃における1時間の加熱を行い、表面処理剤の除去が十分に行われるまで繰り返した。
・比表面積の測定
柴田科学社製、SA−1000を用いて、BET法(1点法)により測定した。
(変性シリカ粉末のシランカップリング剤、およびヘキサメチルジシラザンによる表面処理量の測定)
・標準サンプル
標準サンプル1として、シランカップリング剤の存在量が既知のサンプルは、株式会社トクヤマ製、レオロシール、QS−102(比表面積200m2/g、未処理品)10gとデシルトリメトキシシラン2.6gをコーヒーミルで1分間混合することにより作成した。このサンプルのシランカップリング剤の存在量は、シリカ粉末表面1nm2当り、3.0個である。標準サンプル2として、トリメチルシリル基の導入量が既知のサンプルは、株式会社トクヤマ製、レオロシール、HM−20S(原体比表面積200m2/g、シリカ粉末表面1nm2当りのトリメチルシリル基導入量2.2個)を用いた。
・測定方法
29Si−固体NMR法(シングルパルス法)により行なった。NMR装置は、日本電子社製GSX−270を用いた。測定条件は、磁場53.54MHz、積算回数30000回とした。この測定条件で、上記の標準サンプルを測定し、シランカップリング剤の29Si原子に由来するケミカルシフト−67〜−49ppmのピーク、及びトリメチルシリル基の29Si原子に由来するケミカルシフト8ppmのピーク面積と、原体シリカの29Si原子に由来するケミカルシフト−108ppmとのピーク面線との比を求めた。その後、測定対象の変性シリカ粉末について同様の方法により、ピーク面積の比を求めた。下記の式により、表面処理量を求めた。
The measuring method of various physical properties regarding the silica powder of the present invention is as follows.
(Measurement of specific surface area of active silica powder)
-Sample pretreatment The modified silica powder was placed in an electric furnace and the surface treatment agent was removed by heating at 600 ° C for 1 hour in a nitrogen atmosphere. The carbon amount of the sample subjected to this treatment was measured, and it was confirmed that the surface treatment agent was removed. When the removal of the surface treatment agent was insufficient, heating was further performed at 600 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere, and the treatment was repeated until the surface treatment agent was sufficiently removed.
-Measurement of specific surface area It measured by BET method (one-point method) using Shibata Kagaku company make and SA-1000.
(Measurement of surface treatment amount with silane coupling agent of modified silica powder and hexamethyldisilazane)
Standard sample As the standard sample 1, a sample having a known amount of the silane coupling agent is manufactured by Tokuyama Co., Ltd., Leorosil, QS-102 (specific surface area 200 m 2 / g, untreated product) 10 g and decyltrimethoxysilane 2 .6 g was made by mixing in a coffee mill for 1 minute. The amount of silane coupling agent present in this sample is 3.0 per 1 nm 2 of the silica powder surface. As a standard sample 2, the known sample introduction amount of trimethylsilyl groups, manufactured by Tokuyama Corp., REOLOSIL, HM-20S (bulk specific surface area 200 meters 2 / g, the silica powder surface 1 nm 2 per trimethylsilyl group introduced amount 2.2 Were used.
·Measuring method
It was performed by 29 Si-solid state NMR method (single pulse method). As the NMR apparatus, GSX-270 manufactured by JEOL Ltd. was used. The measurement conditions were a magnetic field of 53.54 MHz and a cumulative number of 30000 times. In this measurement conditions, measuring the standard sample of the peak area of the chemical shift 8ppm derived peak of the chemical shift -67~-49ppm derived from 29 Si atom of the silane coupling agent, and 29 Si atoms trimethylsilyl group And the ratio of the chemical shift derived from 29 Si atoms of the raw silica to -108 ppm and the peak plane line. Thereafter, the ratio of peak areas was determined for the modified silica powder to be measured by the same method. The surface treatment amount was determined by the following formula.
シランカップリング剤の存在量=3.0×(P12/P11)×(200/S) (式1)
トリメチルシリル基の存在量=2.2×(P22/P21)×(200/S) (式2)
P11=A1/A2 (式3)
P12=A3/A4 (式4)
P21=A5/A6 (式5)
P22=A7/A8 (式6)
A1:標準サンプル1における、−67〜−49ppmのピーク面積
A2:標準サンプル1における、−108ppmのピーク面積
A3:変性シリカ粉末における、−67〜−49ppmのピーク面積
A4:変性シリカ粉末における、−108ppmのピーク面積
A5:標準サンプル2における、8ppmのピーク面積
A6:標準サンプル2における、−108ppmのピーク面積
A7:変性シリカ粉末における、8ppmのピーク面積
A8:変性シリカ粉末における、−108ppmのピーク面積
S:原体シリカ粉末の比表面積
(シリカ粉末のクロロホルム抽出)
クロロホルム40mlにシリカ粉末1.0gを懸濁させ、超音波分散機にて30分程度分散させた後、遠心分離機にてシリカ粉末を分離した。分離後、更にクロロホルムを添加し、超音波分散し、遠心分離機にてシリカ粉末を分離する操作を3回繰り返した。その後、シリカ粉末に含まれるクロロホルムを減圧乾燥機により完全に取り除いた。
Abundance of silane coupling agent = 3.0 × (P 12 / P 11 ) × (200 / S) (Formula 1)
Abundance of trimethylsilyl group = 2.2 × (P 22 / P 21 ) × (200 / S) (Formula 2)
P 11 = A1 / A2 (Formula 3)
P 12 = A3 / A4 (Formula 4)
P 21 = A5 / A6 (Formula 5)
P 22 = A7 / A8 (Formula 6)
A1: Peak area of −67 to −49 ppm in standard sample 1 A2: Peak area of −108 ppm in standard sample 1 A3: Peak area of −67 to −49 ppm in modified silica powder A4: − in modified silica powder 108 ppm peak area A5: 8 ppm peak area in standard sample 2 A6: -108 ppm peak area in standard sample 2 A7: 8 ppm peak area in modified silica powder A8: -108 ppm peak area in modified silica powder S: Specific surface area of raw silica powder (silica powder extracted with chloroform)
After suspending 1.0 g of silica powder in 40 ml of chloroform and dispersing it with an ultrasonic disperser for about 30 minutes, the silica powder was separated with a centrifuge. After separation, chloroform was further added, ultrasonic dispersion was performed, and the operation of separating the silica powder with a centrifuge was repeated three times. Thereafter, chloroform contained in the silica powder was completely removed by a vacuum dryer.
(炭素量の測定)
シリカ粉末の炭素量C1及びクロロホルム抽出後の炭素量C2は、堀場製作所製、炭素量分析装置(商品名:EMIA−110型)を使用して測定した。
(Measurement of carbon content)
The carbon amount C 1 of the silica powder and the carbon amount C 2 after chloroform extraction were measured using a carbon amount analyzer (trade name: EMIA-110 type) manufactured by Horiba.
(通常条件及びストレス条件での擬似トナーの作成)
スチレン−アクリル樹脂(ガラス転位点61℃)をジェットミルで粉砕し、平均粒径8μmの樹脂粉を得た。この樹脂粉34.3gとシリカ粉末0.7gを250mlのポリエチレン容器に入れ、さらに混合助剤として5mmのガラスビーズ200gを入れ、一定時間振とう機にて振とう混合することにより擬似トナーを作成した。この振とう時間が、30分の時を通常条件、120分の時をストレス条件とした。
(Generation of pseudo toner under normal conditions and stress conditions)
Styrene-acrylic resin (glass transition point 61 ° C.) was pulverized with a jet mill to obtain resin powder having an average particle size of 8 μm. 34.3 g of this resin powder and 0.7 g of silica powder are put into a 250 ml polyethylene container, 200 g of 5 mm glass beads are added as a mixing aid, and a pseudo toner is prepared by shaking and mixing with a shaker for a certain period of time. did. The shaking time was 30 minutes as a normal condition and 120 minutes as a stress condition.
(帯電量の測定)
上記の通常条件、及びストレス条件により作成した擬似トナー1gを、シリコーン樹脂でコートされたフェライトキャリア99gと共にそれぞれサンプル瓶に入れ、35℃、85%RHの環境下で12時間以上調湿した。調湿後、同様の環境下において、卓上ローラーミルにて擬似トナーとフェライトキャリアを60分混合することにより摩擦帯電させ、東芝ケミカル製、ブローオフ法帯電量測定装置(商品名:TB−200型)にて帯電量を測定した。通常条件で振とうした擬似トナーの帯電量と、ストレス条件で測定した擬似トナーの帯電量を比較し、トナーの耐久性を向上させる効果を測定した。
(Measurement of charge amount)
1 g of the pseudo toner prepared under the above normal conditions and stress conditions was put in a sample bottle together with 99 g of a ferrite carrier coated with a silicone resin and conditioned for 12 hours or more in an environment of 35 ° C. and 85% RH. After humidity conditioning, in a similar environment, a bench roller mill is used to triboelectrically mix pseudo toner and ferrite carrier for 60 minutes, and a blow-off method charge measuring device (trade name: TB-200 type) manufactured by Toshiba Chemical Co., Ltd. The amount of charge was measured at. The charge amount of the pseudo toner shaken under the normal condition was compared with the charge amount of the pseudo toner measured under the stress condition, and the effect of improving the durability of the toner was measured.
(流動性の測定)
上記の通常条件にて作成した擬似トナーのゆるみ嵩密度を、ホソカワミクロン社製、パウダテスタPT−R型にて測定し、流動性の指標とした。ゆるみ見かけ比重が大きいほど、流動性が良好である。
(Measurement of fluidity)
The loose bulk density of the pseudo toner prepared under the above normal conditions was measured with a powder tester PT-R type manufactured by Hosokawa Micron Corporation and used as an index of fluidity. The larger the loose apparent specific gravity, the better the fluidity.
実施例1
原体シリカ粉末(ヒュームドシリカ、比表面積30m2/g)100重量部をミキサー内に入れ、攪拌、窒素置換を行いながら、ミキサー内の温度が250℃になるように調整した。その後、ミキサー内に水蒸気を分圧で60kPaになるように導入し、容器を密閉した状態において、デシルトリメトキシシラン1.3重量部を1流体ノズルにより噴霧添加した。そのまま1時間保持を行い、ミキサー内を窒素置換した。再び、水蒸気を分圧で60kPaになるように導入し、容器を密閉した状態において、ヘキサメチルジシラザン30重量部を添加した。そのまま1時間保持を行い、窒素置換を行いながら室温まで冷却した。その後、処理されたシリカ粉末を抜き出した。得られたシリカ粉末の物性を表1、表2に示す。
Example 1
100 parts by weight of raw silica powder (fumed silica, specific surface area 30 m 2 / g) was placed in a mixer, and the temperature in the mixer was adjusted to 250 ° C. while stirring and nitrogen substitution. Thereafter, water vapor was introduced into the mixer so as to have a partial pressure of 60 kPa, and 1.3 parts by weight of decyltrimethoxysilane was sprayed and added through a one-fluid nozzle while the container was sealed. This was maintained for 1 hour, and the inside of the mixer was purged with nitrogen. Again, water vapor was introduced to a partial pressure of 60 kPa, and 30 parts by weight of hexamethyldisilazane was added while the container was sealed. It was kept for 1 hour as it was, and cooled to room temperature while performing nitrogen substitution. Thereafter, the treated silica powder was extracted. The physical properties of the obtained silica powder are shown in Tables 1 and 2.
実施例2
デシルトリメトキシシランの添加量を2.6重量部とした以外は、実施例1と同様に処理を行った。得られたシリカ粉末の物性を表1、表2に示す。
Example 2
The treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of decyltrimethoxysilane added was 2.6 parts by weight. The physical properties of the obtained silica powder are shown in Tables 1 and 2.
実施例3
デシルトリメトキシシランの添加量を5.2重量部とした以外は、実施例1と同様に処理を行った。得られたシリカ粉末の物性を表1、表2に示す。
Example 3
The treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of decyltrimethoxysilane added was 5.2 parts by weight. The physical properties of the obtained silica powder are shown in Tables 1 and 2.
実施例4
原体シリカ粉末(ヒュームドシリカ、比表面積30m2/g)100重量部をミキサー内に入れ、攪拌、窒素置換を行いながら、ミキサー内の温度が120℃になるように調整した。その後、ミキサー内に水蒸気を分圧で60kPaになるように導入し、容器を密閉した状態において、デシルトリメトキシシラン2.6重量部を1流体ノズルにより噴霧添加した。そのまま1時間保持を行い、ミキサー内を窒素置換した。再び、水蒸気を分圧で60kPaになるように導入し、容器を密閉した状態において、ヘキサメチルジシラザン30重量部を添加した。そのまま1時間保持を行い、窒素置換を行いながら室温まで冷却した。その後、処理されたシリカ粉末を抜き出した。得られたシリカ粉末の物性を表1、表2に示す。
Example 4
100 parts by weight of raw silica powder (fumed silica, specific surface area 30 m 2 / g) was placed in a mixer, and the temperature in the mixer was adjusted to 120 ° C. while stirring and nitrogen substitution. Thereafter, water vapor was introduced into the mixer so as to have a partial pressure of 60 kPa, and 2.6 parts by weight of decyltrimethoxysilane was sprayed and added through a one-fluid nozzle while the container was sealed. This was maintained for 1 hour, and the inside of the mixer was purged with nitrogen. Again, water vapor was introduced to a partial pressure of 60 kPa, and 30 parts by weight of hexamethyldisilazane was added while the container was sealed. It was kept for 1 hour as it was, and cooled to room temperature while performing nitrogen substitution. Thereafter, the treated silica powder was extracted. The physical properties of the obtained silica powder are shown in Tables 1 and 2.
比較例1
デシルトリメトキシシランの添加量を0.6重量部とした以外は、実施例1と同様に処理を行った。得られたシリカ粉末の物性を表1、表2に示す。
Comparative Example 1
The treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the addition amount of decyltrimethoxysilane was 0.6 parts by weight. The physical properties of the obtained silica powder are shown in Tables 1 and 2.
比較例2
デシルトリメトキシシランの添加量を13.3重量部とした以外は、実施例1と同様に処理を行った。得られたシリカ粉末の物性を表1、表2に示す。
Comparative Example 2
The treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of decyltrimethoxysilane added was 13.3 parts by weight. The physical properties of the obtained silica powder are shown in Tables 1 and 2.
比較例3
原体シリカ粉末(ヒュームドシリカ、比表面積30m2/g)100重量部をミキサー内に入れ、攪拌、窒素置換を行いながら、ミキサー内の温度が250℃になるように調整した。その後、ミキサー内に水蒸気を分圧で60kPaになるように導入し、容器を密閉した状態において、デシルトリメトキシシラン5.2重量部を1流体ノズルにより噴霧添加した。そのまま1時間保持を行い、窒素置換を行いながら室温まで冷却した。その後、処理されたシリカ粉末を抜き出した。得られたシリカ粉末の物性を表1、表2に示す。
Comparative Example 3
100 parts by weight of raw silica powder (fumed silica, specific surface area 30 m 2 / g) was placed in a mixer, and the temperature in the mixer was adjusted to 250 ° C. while stirring and nitrogen substitution. Thereafter, water vapor was introduced into the mixer at a partial pressure of 60 kPa, and 5.2 parts by weight of decyltrimethoxysilane was sprayed and added through a one-fluid nozzle while the container was sealed. It was kept for 1 hour as it was, and cooled to room temperature while performing nitrogen substitution. Thereafter, the treated silica powder was extracted. The physical properties of the obtained silica powder are shown in Tables 1 and 2.
比較例4
原体シリカ粉末(ヒュームドシリカ、比表面積30m2/g)100重量部をミキサー内に入れ、攪拌、窒素置換を行いながら、ミキサー内の温度が250℃になるように調整した。その後、ミキサー内に水蒸気を分圧で60kPaになるように導入し、容器を密閉した状態において、ヘキサメチルジシラザン30重量部を添加した。そのまま1時間保持を行い、窒素置換を行いながら室温まで冷却した。その後、処理されたシリカ粉末を抜き出した。得られたシリカ粉末の物性を表1、表2に示す。
Comparative Example 4
100 parts by weight of raw silica powder (fumed silica, specific surface area 30 m 2 / g) was placed in a mixer, and the temperature in the mixer was adjusted to 250 ° C. while stirring and nitrogen substitution. Thereafter, water vapor was introduced into the mixer so as to have a partial pressure of 60 kPa, and 30 parts by weight of hexamethyldisilazane was added in a state where the container was sealed. It was kept for 1 hour as it was, and cooled to room temperature while performing nitrogen substitution. Thereafter, the treated silica powder was extracted. The physical properties of the obtained silica powder are shown in Tables 1 and 2.
実施例5
原体シリカ粉末(ヒュームドシリカ、比表面積60m2/g)100重量部をミキサー内に入れ、攪拌、窒素置換を行いながら、ミキサー内の温度が250℃になるように調整した。その後、ミキサー内に水蒸気を分圧で60kPaになるように導入し、容器を密閉した状態において、デシルトリメトキシシラン10.4重量部を1流体ノズルにより噴霧添加した。そのまま1時間保持を行い、ミキサー内を窒素置換した。再び、水蒸気を分圧で60kPaになるように導入し、容器を密閉した状態において、ヘキサメチルジシラザン30重量部を添加した。そのまま1時間保持を行い、窒素置換を行いながら室温まで冷却した。その後、処理されたシリカ粉末を抜き出した。得られたシリカ粉末の物性を表3、表4に示す。
Example 5
100 parts by weight of raw silica powder (fumed silica, specific surface area 60 m 2 / g) was placed in a mixer, and the temperature in the mixer was adjusted to 250 ° C. while stirring and nitrogen substitution. Thereafter, water vapor was introduced into the mixer so as to have a partial pressure of 60 kPa, and 10.4 parts by weight of decyltrimethoxysilane was sprayed and added through a one-fluid nozzle while the container was sealed. This was maintained for 1 hour, and the inside of the mixer was purged with nitrogen. Again, water vapor was introduced to a partial pressure of 60 kPa, and 30 parts by weight of hexamethyldisilazane was added while the container was sealed. It was kept for 1 hour as it was, and cooled to room temperature while performing nitrogen substitution. Thereafter, the treated silica powder was extracted. The physical properties of the obtained silica powder are shown in Tables 3 and 4.
実施例6
原体シリカ粉末(ヒュームドシリカ、比表面積60m2/g)100重量部をミキサー内に入れ、攪拌、窒素置換を行いながら、ミキサー内の温度が250℃になるように調整した。その後、ミキサー内に水蒸気を分圧で60kPaになるように導入し、容器を密閉した状態において、オクチルトリエトキシシラン5.4重量部を1流体ノズルにより噴霧添加した。そのまま1時間保持を行い、ミキサー内を窒素置換した。再び、水蒸気を分圧で60kPaになるように導入し、容器を密閉した状態において、ヘキサメチルジシラザン30重量部を添加した。そのまま1時間保持を行い、窒素置換を行いながら室温まで冷却した。その後、処理されたシリカ粉末を抜き出した。得られたシリカ粉末の物性を表3、表4に示す。
Example 6
100 parts by weight of raw silica powder (fumed silica, specific surface area 60 m 2 / g) was placed in a mixer, and the temperature in the mixer was adjusted to 250 ° C. while stirring and nitrogen substitution. Thereafter, water vapor was introduced into the mixer so as to have a partial pressure of 60 kPa, and 5.4 parts by weight of octyltriethoxysilane was sprayed and added through a one-fluid nozzle while the container was sealed. This was maintained for 1 hour, and the inside of the mixer was purged with nitrogen. Again, water vapor was introduced to a partial pressure of 60 kPa, and 30 parts by weight of hexamethyldisilazane was added while the container was sealed. It was kept for 1 hour as it was, and cooled to room temperature while performing nitrogen substitution. Thereafter, the treated silica powder was extracted. The physical properties of the obtained silica powder are shown in Tables 3 and 4.
比較例5
原体シリカ粉末(ヒュームドシリカ、比表面積60m2/g)100重量部をミキサー内に入れ、攪拌、窒素置換を行いながら、ミキサー内の温度が250℃になるように調整した。その後、ミキサー内に水蒸気を分圧で60kPaになるように導入し、容器を密閉した状態において、ヘキシルトリメトキシシラン4.0重量部を1流体ノズルにより噴霧添加した。そのまま1時間保持を行い、ミキサー内を窒素置換した。再び、水蒸気を分圧で60kPaになるように導入し、容器を密閉した状態において、ヘキサメチルジシラザン30重量部を添加した。そのまま1時間保持を行い、窒素置換を行いながら室温まで冷却した。その後、処理されたシリカ粉末を抜き出した。得られたシリカ粉末の物性を表3、表4に示す。
Comparative Example 5
100 parts by weight of raw silica powder (fumed silica, specific surface area 60 m 2 / g) was placed in a mixer, and the temperature in the mixer was adjusted to 250 ° C. while stirring and nitrogen substitution. Thereafter, water vapor was introduced into the mixer at a partial pressure of 60 kPa, and 4.0 parts by weight of hexyltrimethoxysilane was sprayed and added through a one-fluid nozzle while the container was sealed. This was maintained for 1 hour, and the inside of the mixer was purged with nitrogen. Again, water vapor was introduced to a partial pressure of 60 kPa, and 30 parts by weight of hexamethyldisilazane was added while the container was sealed. It was kept for 1 hour as it was, and cooled to room temperature while performing nitrogen substitution. Thereafter, the treated silica powder was extracted. The physical properties of the obtained silica powder are shown in Tables 3 and 4.
比較例6
原体シリカ粉末(ヒュームドシリカ、比表面積60m2/g)100重量部をミキサー内に入れ、攪拌、窒素置換を行いながら、ミキサー内の温度が250℃になるように調整した。その後、ミキサー内に水蒸気を分圧で60kPaになるように導入し、容器を密閉した状態において、デシルトリメトキシシラン10.4重量部を1流体ノズルにより噴霧添加した。そのまま1時間保持を行い、窒素置換を行いながら室温まで冷却した。その後、処理されたシリカ粉末を抜き出した。得られたシリカ粉末の物性を表3、表4に示す。
Comparative Example 6
100 parts by weight of raw silica powder (fumed silica, specific surface area 60 m 2 / g) was placed in a mixer, and the temperature in the mixer was adjusted to 250 ° C. while stirring and nitrogen substitution. Thereafter, water vapor was introduced into the mixer so as to have a partial pressure of 60 kPa, and 10.4 parts by weight of decyltrimethoxysilane was sprayed and added through a one-fluid nozzle while the container was sealed. It was kept for 1 hour as it was, and cooled to room temperature while performing nitrogen substitution. Thereafter, the treated silica powder was extracted. The physical properties of the obtained silica powder are shown in Tables 3 and 4.
比較例7
原体シリカ粉末(ヒュームドシリカ、比表面積60m2/g)100重量部をミキサー内に入れ、攪拌、窒素置換を行いながら、ミキサー内の温度が250℃になるように調整した。その後、ミキサー内に水蒸気を分圧で60kPaになるように導入し、容器を密閉した状態において、ヘキサメチルジシラザン30重量部を添加した。そのまま1時間保持を行い、窒素置換を行いながら室温まで冷却した。その後、処理されたシリカ粉末を抜き出した。得られたシリカ粉末の物性を表3、表4に示す。
Comparative Example 7
100 parts by weight of raw silica powder (fumed silica, specific surface area 60 m 2 / g) was placed in a mixer, and the temperature in the mixer was adjusted to 250 ° C. while stirring and nitrogen substitution. Thereafter, water vapor was introduced into the mixer so as to have a partial pressure of 60 kPa, and 30 parts by weight of hexamethyldisilazane was added in a state where the container was sealed. It was kept for 1 hour as it was, and cooled to room temperature while performing nitrogen substitution. Thereafter, the treated silica powder was extracted. The physical properties of the obtained silica powder are shown in Tables 3 and 4.
上記の実施例により製造されたシリカ粉末は、本発明の請求項に記載された物性を有しており、トナーに添加した際に、ストレスによる帯電量の変化が少なく、良好な流動性を付与する効果を有している。 The silica powder produced according to the above examples has the physical properties described in the claims of the present invention, and when added to the toner, the change in the amount of charge due to stress is small and imparts good fluidity. Has the effect of
比較例4、7に記載されたシリカ粉末は、シランカップリング剤による処理がなされていないため、ストレスによる帯電量の変化が大きい。 Since the silica powder described in Comparative Examples 4 and 7 has not been treated with a silane coupling agent, the change in charge amount due to stress is large.
比較例1に記載されたシリカ粉末は、シランカップリング剤による処理が不十分であるため、ストレスによる帯電量の変化が大きい。 Since the silica powder described in Comparative Example 1 is insufficiently treated with the silane coupling agent, the change in the charge amount due to stress is large.
比較例2、3、6に記載されたシリカ粉末は、ヘキサメチルジシラザンによる処理がなされていない、若しくは不十分であるため、同じ原体シリカ粉末に表面処理を施した実施例のシリカ粉末と比較して流動性を付与する能力に劣る。 Since the silica powders described in Comparative Examples 2, 3, and 6 are not treated with hexamethyldisilazane or are insufficient, the silica powders of the examples obtained by subjecting the same raw silica powder to surface treatment Compared to the ability to impart fluidity.
比較例5に記載されたシリカ粉末は、処理に用いたシランカップリング剤が本発明の範囲から外れており、ストレスによる帯電量の変化が大きい。
In the silica powder described in Comparative Example 5, the silane coupling agent used in the treatment is out of the scope of the present invention, and the change in charge amount due to stress is large.
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